Sistem komplemen: jalur klasik dan alternatif, fungsi, penyakit

Sistem komplemen: jalur klasik dan alternatif, fungsi, penyakit

Sistem komplemen adalah kelompok yang terdiri dari lebih dari tiga puluh protein plasma yang rentan terhadap panas, yang meningkatkan efek destruktif mikroorganisme patogen.

Ini disebut “pelengkap” karena telah terbukti melengkapi aksi antibodi dalam penghancuran patogen. Namun, ia juga mampu menjalankan fungsinya tanpa adanya antibodi. Oleh karena itu, dapat dianggap sebagai bagian dari komponen sistem kekebalan bawaan.

Ringkasan jalur aktivasi kaskade komplemen. Oleh Perhelion [Domain publik (https://creativecommons.org/licenses)], dari Wikimedia Commons.

Tindakannya tergantung pada aktivasi serial (“kaskade”) protein yang menyusunnya, untuk menjamin pemecahan patogen melalui pembentukan pori-pori di membrannya, pelabelan (opsonisasi) untuk penghancurannya oleh sel fagositik dan virus. penetralan.

Indeks artikel

Sistem Kekebalan Tubuh: Imunitas Adaptif dan Imunitas Bawaan

Sistem imun adalah sistem pertahanan tubuh untuk mempertahankan diri terhadap serangan mikroorganisme yang mampu menyebabkan penyakit.

Ini terdiri dari satu set sel, organ dan protein sitokin yang tetap waspada terhadap kedatangan patogen. Begitu mereka mendeteksi mereka, mereka melakukan serangan terhadap mereka untuk menjamin eliminasi mereka. Metodologinya akan seperti yang dilakukan oleh prajurit barak, yang datang ke pertahanan setiap kali situasi serangan atau darurat muncul.

Seperti dalam sistem pertahanan apapun, serangan yang mereka lakukan membutuhkan taktik, keterampilan, kemampuan dan kerja sama dari komponen-komponennya. Semua ini terlibat dalam serangkaian langkah strategis yang secara kolektif dikenal sebagai respon imun.

Respon imun terjadi dalam dua fase besar yang terpisah secara temporal: respon imun bawaan dan respon imun adaptif.

Respon imun bawaan

Respon imun bawaan adalah garis pertahanan pertama terhadap infeksi yang disebabkan oleh kedatangan organisme asing.

Jenis respons awal ini menyiratkan, di satu sisi, tindakan garis penahan (kulit dan selaput lendir) yang bertindak sebagai penghalang yang mencegah masuknya patogen. Di sisi lain, aksi sel yang tetap waspada di lapisan terdalam kulit sebelum masuknya patogen. Mikroorganisme ini dapat ‘merayap’ sebagai akibat dari kegagalan pada penghalang pertama, seperti lubang atau luka yang ada di dalamnya.

Sel-sel yang bertindak pada tingkat ini dikenal sebagai fagosit, yang bertugas mengenali mikroorganisme yang menyerang, memfagositosis (melahapnya) dan akhirnya menghancurkannya di dalam sitoplasmanya.

Selain itu, sel-sel ini bertugas mengirimkan sinyal ke sel-sel yang berpartisipasi dalam cabang respons kedua untuk secara efisien menghilangkan patogen apa pun yang berhasil mengatasi lini respons pertama.

Akhirnya, komponen seluler dan non-seluler yang berpartisipasi dalam jenis respons ini hadir sejak kelahiran organisme. Artinya, mereka tidak bergantung pada keberadaan antigen (patogen asing atau zat beracun).

Respon imun adaptif

Jenis respons ini, yang terjadi setelah mekanisme efektor imunitas bawaan telah dipicu, dilakukan oleh sel lain yang dikenal sebagai limfosit.

Limfosit memperkuat mekanisme pertahanan kekebalan bawaan, sementara juga mengingatkan sistem organisme yang menyerang, untuk berjaga-jaga jika mereka kembali.

Dengan kata lain, jika terjadi invasi kedua oleh organisme asing, organisme asing dengan cepat mengenalinya, memfasilitasi eliminasi segera. Tanggapan ini cenderung lebih cepat daripada yang pertama justru karena memori kekebalan karakteristik mereka .

Akhirnya, harus disebutkan bahwa kekebalan adaptif berkembang sepanjang hidup suatu organisme. Karena menghadapi agen infeksi yang berbeda. Artinya, itu diperoleh.

Ketika sel-sel ini mendeteksi organisme untuk kedua kalinya, mereka memicu garis serangan sel dan garis humoral. Yang kedua melibatkan pelepasan antibodi, protein yang menetralkan racun dan menandai patogen untuk dieliminasi.

Antibodi, pada gilirannya, dapat mengaktifkan sekelompok protein yang membentuk sistem komplemen. Yang terakhir membantu dengan cepat menghancurkan kuman dan sel yang sudah terinfeksi.

Sistem pelengkap

Sistem komplemen adalah satu set protein plasma yang diaktifkan oleh adanya organisme patogen.

Meskipun aktivasi ini dalam banyak kasus tergantung pada antibodi (komponen respons adaptif), ia juga dapat diaktifkan jika tidak ada. Untuk alasan ini, ini dianggap sebagai komponen penting dari respons bawaan.

Ada lebih dari 30 protein yang membentuk sistem ini, yang berinteraksi satu sama lain untuk melengkapi aksi antibodi dan sel fagosit dalam eliminasi patogen.

Protein ini telah diidentifikasi dengan huruf “C” untuk komplemen, dan dibentuk dengan menggabungkan 9 protein (C1 hingga C9). Semuanya adalah protease dan tetap beredar dengan waspada dan tidak aktif di seluruh tubuh.

Begitu keberadaan mikroorganisme asing terdeteksi, mereka diaktifkan oleh aksi protease lain, sehingga mereka menyerang untuk mempertahankan organisme.

Namun, aktivasi ini dapat dilakukan melalui tiga jalur yang berbeda: jalur klasik, jalur alternatif dan jalur lektin. Meskipun ini berbeda dalam cara aktivasi terjadi, mereka semua bertepatan dalam pembentukan kompleks serangan pada membran patogen (MAC).

Kompleks ini dibentuk oleh asosiasi banyak protein pada permukaan luar membran patogen yang berpuncak pada pembentukan pori-pori atau lubang di dalamnya.

Bagaimana aktivasi sistem komplemen terjadi?

Aktivasi terjadi pada tempat terjadinya infeksi dan disebabkan oleh adanya mikroorganisme yang menyerang.

Selama itu, semua protein pelengkap yang awalnya tidak aktif diaktifkan dalam reaksi berantai. Artinya, begitu yang satu diaktifkan, yang terakhir mengaktifkan yang berikutnya dan seterusnya.

Protease aktif dihasilkan oleh pembelahan protein prekursor atau zymogen (bentuk tidak aktif). Yang terakhir memotong yang berikutnya menjadi dua dengan mengaktifkannya.

Dengan demikian, aktivasi sekelompok kecil protein pada awal kaskade menyebabkan peningkatan besar dalam aktivasi zimogen berturut-turut (amplifikasi).

Amplifikasi ini membantu kompleks serangan membran patogen untuk terbentuk dengan cepat. Ini mendorong terbukanya pori-pori yang pada akhirnya akan memecah parasit, bakteri, dan organisme lain yang dapat menyebabkan infeksi.

Komplemen dapat diaktifkan dalam tiga cara independen

Meskipun tujuan akhir dari aktivasi komplemen selalu pembentukan kompleks serangan membran patogen, ada tiga cara yang dapat dicapai. Awal masing-masing tergantung pada aksi molekul yang berbeda.

Namun, mereka semua berkumpul pada aktivasi C3 convertase, protein yang memecah protein C3 menjadi C3a dan C3b. Yang terakhir ini berikatan dengan membran patogen dan memecah C5 menjadi C5a dan C5b. C5b juga berikatan dengan membran dan merekrut sisa protein yang akan berkumpul untuk membentuk pori (C6, C7, C8 dan C9).

Cara klasik

Ia menerima nama ini karena ini adalah cara pertama untuk dijelaskan. Ini merupakan titik hubungan antara mekanisme respons bawaan dan adaptif karena diaktifkan oleh kompleks antibodi yang sebelumnya terikat pada permukaan patogen.

Ini dimulai dengan pengikatan C1q (protein pertama dari kaskade komplemen) ke membran mikroorganisme yang menyerang. Penyatuan ini dapat terjadi dalam tiga cara berbeda:

– Langsung dengan komponen protein dan non-protein pada permukaan bakteri, seperti asam lipoteichoic yang ada pada bakteri gram positif.

– Protein C-reaktif, protein plasma yang mengikat residu fosfokolin yang ada di polisakarida permukaan bakteri.

– Untuk kompleks imun, dibentuk oleh dua atau lebih antibodi dari isotipe IgG atau IgM yang sebelumnya telah terikat dengan patogen.

Jalur lektin

Aktivasi melalui jalur ini bergantung pada pengenalan karbohidrat spesifik yang terpapar pada permukaan patogen oleh protein yang disebut lektin.

Lektin adalah protein yang hanya berinteraksi dengan karbohidrat. Beberapa contohnya adalah: protein MLB yang secara khusus mengikat polisakarida yang mengandung gula manosa yang ada di permukaan virus dan bakteri, dan protein yang hanya mengenali residu N-asetilglukosamin yang ada di dinding bakteri.

Rute alternatif

Jalur ini diaktifkan secara langsung oleh pengikatan protein C3 (yang menghasilkan C3b) yang sudah aktif pada permukaan patogen.

Penting untuk diketahui bahwa tanpa adanya infeksi C3b terjadi melalui rute ini dalam nilai yang sangat rendah. Jumlah C3b yang terbatas ini tetap tidak aktif oleh aksi protein yang dikenal sebagai faktor H.

Hanya ketika ada infeksi dan C3 mengikat patogen, efek regulasi faktor H dihindari dan ini mengikat faktor kedua yang dikenal sebagai faktor B. Yang terakhir dipecah oleh aksi faktor D dan produk mengikat C3 yang sudah ada. dalam membran membentuk C3 convertase.

Dari sini, langkah-langkah aktivasi umum untuk tiga jalur diikuti.

Fitur

Ini memungkinkan penghancuran sel-sel patogen dengan cepat melalui pembentukan pori-pori yang dengan cepat menghancurkan membran mereka.

Dengan mengikat protein pelengkap yang diaktifkan, ini menandai patogen untuk dikenali dan dicerna oleh sel fagosit untuk dihancurkan. Proses ini dikenal sebagai opsonisasi.

Fragmen kecil yang dihasilkan dari pemecahan zimogen bertindak sebagai kemoatraktan yang merekrut lebih banyak fagosit ke tempat infeksi.

Hal ini memungkinkan untuk menetralisir virus yang menyerang. Artinya, itu menonaktifkan mereka sehingga mereka kemudian ditelan dan dihilangkan.

Penyakit terkait

Rontgen kaki dengan rheumatoid arthritis, penyakit yang disebabkan oleh kekurangan sistem komplemen. Oleh Lariob [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses)], dari Wikimedia Commons.

Kekurangan dalam sintesis protein pelengkap serta faktor-faktor yang menghasilkan aktivasi yang tidak diatur dari protein ini dapat menyebabkan berbagai penyakit.

Kekurangan umumnya disebabkan oleh kesalahan genetik yang mengarah pada peristiwa aktivasi yang salah. Ini berakhir dengan kegagalan dalam peningkatan kerentanan terhadap infeksi, penyakit rematik dan angioedema (edema kulit dan mukosa).

Tidak adanya regulasi, seperti tidak adanya Faktor H, dapat menyebabkan aktivasi berlebih. Ini berakhir dengan peradangan yang tidak terkendali, yang dihasilkan oleh lisis sel sendiri.

Referensi

  1. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P . 2002. Biologi Molekuler Sel, edisi ke-4. New York: Ilmu Garland.
  2. McCulloch J, Martin SJ. Tes aktivitas seluler. 1994. Imunologi Seluler, hal.95-113.
  3. Rich R, Fleisher T, Shearer W, Schroeder H, Frew A, Weyand C. 2012. Imunologi Klinis, edisi ke-4. Kanada: Elsevier.
  4. Sarma JV, Ward PA. Sistem pelengkap. Penelitian sel dan jaringan. 2011; 343 (1), 227-235.
  5. Thomas J, Kindt Richard A. Goldsby Amherst College Barbara A. Osborne. Javier de León Fraga (Ed.). 2006. Dalam Edisi Keenam Imunologi Kuby. hal. 37, 94-95.
  6. Trascasa L. Kekurangan komplemen. Diagnostik laboratorium. Presentasi dari registri Spanyol kekurangan pelengkap. Registri Spanyol kekurangan pelengkap. 2000; 19: 41-48.