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Sistema del complemento, Dispense di Immunologia

Realizzando usando abbas come riferimento

Tipologia: Dispense

2022/2023

Caricato il 08/01/2023

maria-celentano-3
maria-celentano-3 🇮🇹

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Sistema del complemento
Comprende numerose proteine sieriche, solitamente inattive, e di membrana che collaborano insieme ad altre
molecole del SI per eliminare i microrganismi attraverso:
Opsonizzazione, e conseguente attivazione dei macrofagi
Citotossicità diretta
L’attivazione di questo sistema può avvenire attraverso 3 diverse vie: classica, alternativa e lectinica.
In tutte e 3 lo stimolo di avvio è rappresentato dal riconoscimento del microbo ed in tutte e 3 si realizza una cascata
proteolitica in cui si ha il reclutamento sequenziale di enzimi proteolitici i cui prodotti, a loro volta, formano complessi
con attività proteolitica che svolgono la funzione effettrice del complemento.
Gli enzimi proteolitici implicati in questo processo acquisiscono la loro azione enzimatica solo dopo aver subito a loro
volta un taglio proteolitico, sono perciò meglio definito come zimogeni i quali una volta attivati effettuano un taglio
proteolitico di un altro zimogeno che viene così attivato, e così via: per tale motivo si parla di cascata proteolitica.
I prodotti proteolitici sono legati covalentemente ai microbi o agli anticorpi (a loro volta legati all’antigene) ed è sulla
superficie dei microrganismi che svolgono la loro azione effettrice, non nel sangue.
1. Via classica, filogeneticamente è la più recente, ma è stata chiamata così perché è stata scoperta per prima.
È mediata da alcuni isotipi anticorpali.
2. Via alternativa, filogeneticamente più antica, ma scoperta più recentemente; mediata da microrganismi.
3. Via lectinica, mediata da MBP che riconosce i residui di mannosio terminali tipici delle glicoproteine e dei
glicolisi di dei microbi.
Dunque, è bene tener presente che: la via alternativa e della lectina sono meccanismi effettori dell’immunità innata,
mentre quella classica è una componente fondamentale della risposta umorale adattativa.
Tutte e 3 le vie convergono nella proteolisi delle proteina più abbondante del complemento, ovvero C3, con produzione
di frammenti biologicamente attivi che portano alla rottura di C5. Mentre la rottura di C3 avviene in maniera diversa
nelle varie vie, la rottura di C5 avviene in modo uguale.
Il tutto è regolato da proteine regolatrici presenti nell’ospite. Il loro ruolo è quello di inibire la via del complemento e
minimizzare i danni a carico dell’ospite.
Via classica
È attivata dall’immunocomplesso formato dall’unione tra antigene e Ig. In particolare la via classica è attivata dalle IgM
e dalle IgG (1 e 3, queste ultime più efficaci) che legano rispettivamente tramite i domini CH3 e CH2 la proteina C1.
C1 è un complesso costituito da:
C1q: lega l’anticorpo a livello di Fc. Ma per attivarsi deve legare almeno 2 Fc, ed essendo IgM pentamerica, attiva C1 più
efficacemente.
C1r e C1s: sono delle serin-proteasi che presentano un sito di legame per C1q.
Dunque legando le Ig C1q si attiva, di conseguenza viene attivata C1r che taglia e attiva C1s che andrà ad agire su C4,
analoga a C3; inoltre presenta un legame tioestere intrinsecò in grado di legare il complesso antigene-anticorpi.
Dunque C1s taglia C4 in C4a e C4b che si lega a C2 su cui agisce nuovamente C1s, si formano così C2a, solubile, e C2b
che resta legato a C4b.
Dall’unione di C2b e C4b si forma il complesso C4b-C2b che altro non è che la C3 convertasi della via classica che
mediante C4b lega C3 che viene tagliato da C2b in C3a e C3b.
C3b legando il complesso C4b2b forma la C5 convertasi. Il legame è tioestereo, quindi ad alta energia, ed è localizzato in
una tasca idrofobica, in modo tale da essere protetto dall’idrolisi.
In alternativa C3b può legare l’anticorpo che ha attivato il complemento.
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Sistema del complemento

Comprende numerose proteine sieriche, solitamente inattive, e di membrana che collaborano insieme ad altre molecole del SI per eliminare i microrganismi attraverso:

  • Opsonizzazione, e conseguente attivazione dei macrofagi
  • Citotossicità diretta L’attivazione di questo sistema può avvenire attraverso 3 diverse vie: classica, alternativa e lectinica. In tutte e 3 lo stimolo di avvio è rappresentato dal riconoscimento del microbo ed in tutte e 3 si realizza una cascata proteolitica in cui si ha il reclutamento sequenziale di enzimi proteolitici i cui prodotti, a loro volta, formano complessi con attività proteolitica che svolgono la funzione effettrice del complemento. Gli enzimi proteolitici implicati in questo processo acquisiscono la loro azione enzimatica solo dopo aver subito a loro volta un taglio proteolitico, sono perciò meglio definito come zimogeni i quali una volta attivati effettuano un taglio proteolitico di un altro zimogeno che viene così attivato, e così via: per tale motivo si parla di cascata proteolitica. I prodotti proteolitici sono legati covalentemente ai microbi o agli anticorpi (a loro volta legati all’antigene) ed è sulla superficie dei microrganismi che svolgono la loro azione effettrice, non nel sangue.
  1. Via classica, filogeneticamente è la più recente, ma è stata chiamata così perché è stata scoperta per prima. È mediata da alcuni isotipi anticorpali.
  2. Via alternativa, filogeneticamente più antica, ma scoperta più recentemente; mediata da microrganismi.
  3. Via lectinica, mediata da MBP che riconosce i residui di mannosio terminali tipici delle glicoproteine e dei glicolisi di dei microbi. Dunque, è bene tener presente che: la via alternativa e della lectina sono meccanismi effettori dell’immunità innata, mentre quella classica è una componente fondamentale della risposta umorale adattativa. Tutte e 3 le vie convergono nella proteolisi delle proteina più abbondante del complemento, ovvero C3, con produzione di frammenti biologicamente attivi che portano alla rottura di C5. Mentre la rottura di C3 avviene in maniera diversa nelle varie vie, la rottura di C5 avviene in modo uguale. Il tutto è regolato da proteine regolatrici presenti nell’ospite. Il loro ruolo è quello di inibire la via del complemento e minimizzare i danni a carico dell’ospite. Via classica È attivata dall’immunocomplesso formato dall’unione tra antigene e Ig. In particolare la via classica è attivata dalle IgM e dalle IgG (1 e 3, queste ultime più efficaci) che legano rispettivamente tramite i domini CH3 e CH2 la proteina C1. C1 è un complesso costituito da: C1q: lega l’anticorpo a livello di Fc. Ma per attivarsi deve legare almeno 2 Fc, ed essendo IgM pentamerica, attiva C1 più efficacemente. C1r e C1s: sono delle serin-proteasi che presentano un sito di legame per C1q. Dunque legando le Ig C1q si attiva, di conseguenza viene attivata C1r che taglia e attiva C1s che andrà ad agire su C4, analoga a C3; inoltre presenta un legame tioestere intrinsecò in grado di legare il complesso antigene-anticorpi. Dunque C1s taglia C4 in C4a e C4b che si lega a C2 su cui agisce nuovamente C1s, si formano così C2a, solubile, e C2b che resta legato a C4b. Dall’unione di C2b e C4b si forma il complesso C4b-C2b che altro non è che la C3 convertasi della via classica che mediante C4b lega C3 che viene tagliato da C2b in C3a e C3b. C3b legando il complesso C4b2b forma la C 5 convertasi. Il legame è tioestereo, quindi ad alta energia, ed è localizzato in una tasca idrofobica, in modo tale da essere protetto dall’idrolisi. In alternativa C3b può legare l’anticorpo che ha attivato il complemento.

Via alternativa Si attiva quando C3 riconosce direttamente strutture microbiche extracellulari di superficie, come LPS. C3 può essere costituitivamente espressa a bassi livelli, ma viene inibita da proteine inibitorie prodotte dalle cellule self ma non dai microrganismi. È in base a ciò che C3 distingue tra cellule self e non self. C3 presenta un legame tioestere reattivo sepolto sotto un ampio dominio, esso viene esposto quando C3 viene tagliato dalla C3 convertasi in C3a e C3b: C3a: è più piccolo e agisce come fattore chemotattico che richiama i neutrofili, attivando l’infiammazione. C3b: è più grande, legandosi ai microbi funge da opsonina. Quando si lega ai microbi va incontro ad un cambio conformazionale con conseguente esposizione del sito di legame per una proteina plasmatica detta fattore B che andrà così a legarsi. Su di essa andrà ad agire una serin-proteasi nota come fattore D, si formano così Ba e Bb.

Quest’ultimo andrà a legarsi a C3b che si è formato grazie al processo di tickover, ovvero in condizioni normali si

verifica continuamente la scissione del C3 circolante ad un ritmo lentissimo, con formazione di piccolissime quantità di C3b che legandosi a Bb formano il complesso C3bBb, ovvero la C3 convertasi della via alternativa. Il C3b che si forma col processo di tick-over può legarsi attraverso il legame tioestere alle superfici cellulari, ma se questi legami non si formano C3b resta fluido ed il complemento non si attiva. Lo stesso accade se si lega a cellule self che inibiscono la via dei completo. Infatti se il complesso C3bBb si forma su cellule self, viene degradato; se si forma su microrganismi viene stabilizzato dalla properdina, unico regolatore positivo del complemento conosciuto. La C3 convertasi agendo su C3 formerà nuovamente C3a e C3b che restando legato alla convertasi stessa forma il complesso 2C3bBb ovvero la C5 convertasi della via alternativa. Via lectinica È attivata da MBL, ovvero mannose biding protein, una collectina simile a C1q, oppure dalle ficoline che presentano un dominio lectinico grazie al quale riconoscono i residui terminali di mannosio delle glicoproteine e dei glicolipidi dei microrganismi. MBL è accompagnata dalle serin-proteasi MASP 1 ,2, 3 si formano quindi dei composti tetramerici. MASP 2 taglia poi C in C2a e C2b, e C4 in C4A e C4B: si avranno poi eventi uguali alla via classica. Dunque tutte le vie convergono nell’attivazione di C5 convertasi che agisce su C5 dividendola in:

  • C5a: con attività chemotattiche
  • C5b: che si unisce a C6 e C7 che, essendo idrofobica, si inserisce nel doppio strato fosfolipidico dove diviene un sito di legame ad alta affinità per C8 costituito da 3 catene di cui una su inserisce nel bilayer fosfolipidico, mentre la seconda è quella che si lega a C5b, C6, C7 e C9 formando il MAC ovvero il complesso di attacco alla membrana. In particolare C9 forma dei pori sulla MP che consentono l’ingresso di acqua e ioni nella cellula su cui si è assemblato il MAC con conseguente lisi cellulare. Recettori delle proteine del complemento
    • Recettori di tipo 1 o CR1 o CD35: Espressi dai fagociti, dalle cellule follicolari e dalle cellule del sangue, in particolare dai globuli rossi che catturano gli immunocomplessi che vengono poi degradati a livello epatico e splenico. Hanno un’elevata affinità per C3b e C4b, per cui favoriscono l’eliminazione dei microbi opsonizzano da C3b e C4b.
    • Recettori di tipo 2 o CR 2 o CD 21 : espressi dalle cellule dendritiche follicolari e dai linfociti B dove è espresso come trimero insieme a CD9 e TAPA-1. Legano i prodotti di degradazione di C3b, ovvero C3d, C3dg e iC3. Quando stimolati favoriscono l’attivazione dei B e promuovono la ritenzione degli immunocomplessi.
    • Recettori di tipo 3 o CR 3 o Mac- 1 : è un’integrina con funzione recettoriale per iC3b espressa da neutrofili, mastociti e NK. Quando stimolati favoriscono la fagocitosi dei microrganismi opsonizzati da iC3b. Lega anche iCam- 1 , promuove l’adesione dei leucociti alle cellule endoteliali, anche senza attivazione del complemento.
    • Recettori del complemento della famiglia delle Ig o CRIg: sono espressi dalle cellule del Kupffer e legano iC3b e C3b favorendo la clearence dei microrganismi e dei patogeni da essi opsonizzati.
    • Sign-R1: espressa dai macrofagi marginali, lega C1q e i polisaccaridi dello pneumococco.