sistema de amplificacion

SISTEMA DE AMPLIFICACION:
Sistema del Complemento
Bioquímica-Medicina
FCM-UNAH
SISTEMA DE COMPLEMENTO
 Antes del fin del siglo XIX Paul Ehrlich (Nobel 1908) utilizo
el término "complemento" para designar la actividad del suero
que podía complementar la capacidad de los anticuerpos
específicos de lisar bacterias.
 Jules Bordet descubre (1895) este componente, caracterizado
frente a los anticuerpos por su termolabilidad.
 En 1907 Ferrata comienza a caracterizar algunos de sus
componentes recurriendo a métodos de diálisis.
SISTEMA DE COMPLEMENTO
 “Complemento” es un termino global que describe un sistema de




unas 20 proteínas, muchas de las cuales son precursoras
enzimáticas.
Los principales actores de este sistema son 11 Proteínas
denominadas C1-C9, B, D.
Muchos de ellos son proenzimas (zimógenos) que requieren su
rotura proteolítica para convertirse en enzimas activas.
Todas están presentes entre la proteínas plasmáticas del cuerpo así
como entre las proteínas que salen de los capilares a los espacios
tisulares.
Los precursores enzimáticos están normalmente inactivos, pero
pueden activarse sobre todo mediante la conocida como VIA
CLASICA
SISTEMA DE COMPLEMENTO
La mayoría de los componentes del complemento se
sintetizan en el hígado (excepto C1q y D):
 El factor D se sintetiza en el adipocito.
 El C1q lo sintetizan células epiteliales del intestino y del
aparato genitourinario.
SISTEMA DE COMPLEMENTO
 Las
consecuencias de la activación y fijación del
complemento incluyen:
1. Lisis
2. Opsonización y Fagocitosis
3. Aglutinación
4. Neutralización de losVirus
5. Quimiotaxis
6. Activación de mastocitos y basófilos.
7. Efectos Inflamatorios
SISTEMA DE COMPLEMENTO
 Una vez producida la activación del complemento, toda la
serie de reacciones subsiguientes se llevan a cabo por un
proceso multiplicador, de tal forma que, aunque la activación
comienza por un número limitado de moléculas, son muchos
los factores con actividad biológica que aparecen en el curso
de las reacciones.
 La acción de las moléculas puede ser local, en el sitio de su
producción y a distancia, por dispersión a otras zonas.
Sistema de Complemento
 Es parte de la inmunidad innata.
 Constituye uno de los principales mecanismos efectores de
la inmunidad mediada por anticuerpos.
 Constituye un puente entre la inmunidad innata y la
adaptativa.
 Complementa la función de los anticuerpos
Sistema de complemento
 Sistema funcional de unas 20 proteínas del
suero, que interaccionan entre sí de modo
regulado formando una cascada enzimática.
 Permite una amplificación de la respuesta
humoral.
 Facilita la eliminación del antígeno generando
una respuesta inflamatoria.
Factor
Factores del sistema
de complemento
 La mayor parte de los
factores del complemento
son proteínas plasmáticas y
una pequeña proporción de
ellos son proteínas de
membrana.
C1q
C1r
C1s
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
B
D
P
MBP
C4BP
FH
Cadenas
18 (6A, 6B, 6C)
1
1
1
2(a, b)
3(a,b,c)
2(a, b)
1
1
3(a,b,c)
1
1
1
4
18
1
2(a,b)
Nomenclatura
 En la ruta clásica los componentes son (según su orden de
actuación):
C1q, C1r, C1s, C4, C2, C3, C5, C6, C7, C8 y C9.
 Las formas activas se distinguen de las inactivas por una
barra horizontal superior encima del componente implicado.
 Las formas inactivas se denominan colocando una "i" delante
del componente respectivo. Ej.: la forma inactiva de C4b es
iC4b.
 En la ruta alternativa, los componentes se suelen llamar
factores, y en muchos casos su nomenclatura es a base de
una letra mayúscula: factor B, factor D, factor H, factor P.
La eliminación de los Ag se produce de
3 formas…
1. Fijación del complemento
2. Opsonización
3. Respuesta inflamatoria aguda local
Fijación del complemento
 Elementos del sistema de
complemento se adhieren a la
membrana de la bacteria o
“intruso” .
 Provoca una producción de
poros en la membrana.
 Penetración de moléculas y
agua= LISIS CELULAR
Opsonizacion
 Facilita la fagocitosis
Opsonina:
 se desarrolla en el suero
sanguíneo
 hace a los microorganismos
o células mas aptos para ser
fagocitados por los
leucocitos.
Opsonizacion
Reacción inflamatoria aguda local
 La inflamación no sólo se pone en marcha por infecciones,
sino en general cuando hay daño en tejidos.
 la inflamación asociada a infecciones tiene una implicación
masiva de elementos del sistema inmune, es regulada por
citoquinas y se inicia en ausencia de activación del
complemento
 Restringe el daño al sitio de infección o al lugar de la
herida, evitando su diseminación a otras partes del
organismo.
Sistema de Complemento
Activación del sistema de
complemento
Serie de reacciones consecutivas en cascada.

Tres vías:
1. Vía clásica
2. Vía alternativa
3. Vía de las lectinas

El punto central es la formación de una C3-convertasa (C3 en C3b y
C3a).

En la ruta clásica (y de las lectinas) la C3-convertasa es el complejo
activo C4b2a; en la ruta alternativa, la C3-convertasa es el complejo
activo C3bBb.
Activación del sistema de
complemento
SISTEMA DE COMPLEMENTO
 La ruta clásica conecta con el sistema inmune adaptativo por
medio de su interacción con inmunocomplejos.
 La ruta alternativa conecta con el sistema de inmunidad
natural o inespecífica, interaccionando directamente con la
superficie del microorganismo.
 La ruta de las lectinas es una especie de variante de la ruta
clásica, pero que se inicia sin necesidad de anticuerpos, y por lo
tanto pertenece al sistema de inmunidad natural.
SISTEMA DE COMPLEMENTO
 Las tres rutas comparten las últimas fases, consistentes en
el ensamblaje, sobre la superficie del microorganismo, del
complejo de ataque a la membrana.
 Los componentes de las primeras fases de las rutas clásica
y alternativa son diferentes, pero su comparación muestra
sus semejanzas estructurales y funcionales.
 También existen semejanzas entre las proteínas C1 de la
ruta clásica y las proteínas de la ruta de las lectinas.
Activación de la ruta clásica
1)
2)
3)
Activación del complejo
C1
Producción de la C-3
convertasa de la ruta clásica
Acción de la C-3
convertasa de la ruta clásica
Activación de C1
•Proteína con dos partes: globular y fibrilar
•Globular: sitio de combinación con el Ac
Unión del complejo C1 a
inmunocomplejos (Ag-Ac)
•Fibrilar: similar al colágeno
•Esta integrado por 18 cadenas
polipeptidicas
Formación de un complejo C1qr2s2
Ruta Clasica
1. La C1 es activada por su
unión a las complejos
antígeno – anticuerpo,
sus unidades C1r activan
sus Unidades C1s.
2. La C1s Provoca la
hidrólisis de C4 en C4a y
C4b.
3. La C4b se une a la
membrana y esta a su
vez une un complejo C2.
Ruta Clasica
4. La
C1s escinde la C2 en C2a
y C2b
5. La C2a queda unida a la C4b
para formar un complejo
C4b2a (C3-convertasa)
6. La C3-convertasa hidroliza
el complejo C3 en C3a y
C3b y este último se une
covalentemente
a
la
membrana bacteriana.
C1s
C4b2a
C4b
C4b2a3b
Ruta alternativa
 Se activa directamente
sobre la superficie de
muchos microorganismos.
 Opera varios días antes de
que entre en acción la ruta
clásica (la clásica tiene que
esperar a que se hayan
producido anticuerpos).
Ruta alternativa
Activación "al ralentí" o "marcapasos"
 El enlace tioéster interno del C3 se hidroliza
espontáneamente en agua, dando una forma activada llamada
C3i. Esto es lo que se conoce como activación al ralentí
(activación tick-over).
1)
 El C3i actúa ahora como sitio de unión para el factor B,
generando el complejo C3iB, sobre el que actúa el factor D,
que rompe el B unido para generar Ba y el complejo C3iBb,
que actúa como una C-3 convertasa en fase fluida. Como tal,
escinde el C3 en C3a y C3b
Ruta alternativa
2) Bucle de retroalimentación positiva (amplificación)
 El complejo C3bBb es una C-3 convertasa (cuya actividad reside
en Bb), pero en principio se disocia rápidamente a menos que se
estabilice por unión con la properdina (factor P del hospedador),
formando ya el complejo estable C3bBbP, que es la C-3 convertasa
unida a membrana de la ruta alternativa.
 Dicha C-3 convertasa estable rompe numerosas moléculas de C3,
cuyos respectivos fragmentos grandes C3b tienden a unirse cerca
de la misma convertasa unida a membrana.
 Este bucle de retroalimentación se activa igualmente por la C4b2a
(C-3 convertasa de la ruta clásica).
Ruta alternativa
3) Regulación del bucle de amplificación
Conforme se produce en el suero el C3b, el factor H se une a
él, y los dos juntos se anclan a las membranas celulares del
individuo.
 Entonces actúa el factor I, que rompe al C3, desplazando al
factor H, que vuelve intacto al suero, listo para ejercer otra vez
su acción.
 El factor I vuelve a actuar sobre el solitario C3b unido a la
membrana propia, inactivándolo

+
Factor P= C3bBbP + estable
Comienza la via litica
LA VÍA LÍTICA Y EL COMPLEJO DE ATAQUE
A LA MEMBRANA
La fase final de la activación y fijación del
complemento consiste, en esencia, en la
formación de una C-5 convertasa, que al romper
enzimáticamente
el
C5
desencadena
el
ensamblaje en la superficie del microorganismo
del complejo de ataque a la membrana (MAC).
LA VÍA LÍTICA Y EL COMPLEJO DE
ATAQUE A LA MEMBRANA
La C5-convertasa de la ruta clásica y de la ruta de
las lectinas se forma por unión covalente de una
unidad de C3b al complejo C4b2a, para generar
C4b2a3b.
En la ruta alternativa la C5-convertasa se forma
por unión covalente de una C3b nueva a la C3b
que formaba parte de la C3-convertasa: C3bBb3b.
LA VÍA LÍTICA Y EL COMPLEJO DE
ATAQUE A LA MEMBRANA

Estas
dos
convertasas actúan
de la misma forma:
catalizan la rotura de
unidades de C5 en
C5a (que queda libre)
y C5b, que se une a
la
membrana
microbiana.
LA VÍA LÍTICA Y EL COMPLEJO DE
ATAQUE A LA MEMBRANA
Una vez unido el C5b
al microorganismo, se
van
añadiendo
ordenada
y
secuencialmente una
serie de componentes
del complemento de
forma no enzimática: al
C5b se une una
molécula de C6, luego
una de C7
LA VÍA LÍTICA Y EL COMPLEJO DE
ATAQUE A LA MEMBRANA
El el complejo resultante
(C5b67) experimenta una
transición hidrófoba que hace
que el C7 se "hunda" en la
membrana y permitiendo que
se una el complejo C8 y 14
unidades de C9 (Poli-9).
 La poli-9 Forma un Canal
hueco que atraviesa la
membrana.
 Todo lo anterior (C5b678poli9) forma el complejo de
Ataque a la membrana.

LA VÍA LÍTICA Y EL COMPLEJO DE ATAQUE
A LA MEMBRANA



El efecto del MAC es esencial es producir un notable
desequilibrio osmótico en el microorganismo que
conduce a su lisis.
Por el canal hueco en la membrana entra agua y
electrolitos en forma masiva, provocando en muchos
casos el estallido lítico final del microorganismo.
El MAC favorece la entrada de Lisosomas dentro del
microorganismo.
Receptores para factores del
complemento
 CR1 (Receptor de complemento tipo 1, CD35).
 CR2 (Receptor de complemento tipo 2, CD21).
 CR3 (Receptor de complemento tipo 3, Mac-1,
CD11bCD18).
 CR4 (CD11cCD18, p150,95).
Mecanismos de regulacion del
complemento

Inhibidor de C1, llamado C1Inh, que se une e inactiva
C1r y C1s del complejo C1.

El gran punto de control estriba en evitar la formación de
C3-convertasas en las superficies del hospedador, por
acción de las llamadas proteínas de control del
complemento (CCPs).
Proteínas de control del
complemento (CCPs)
CCPs
En ruta clásica
En ruta alternativa
DAF (factor acelerador inhiben unión del
de la degradación)
C4b con C2
CR1
inhiben unión del
C3b con el factor B
CR1
cofactores que promueven
MCP (cofactor proteínico la degradación de C4b
de
membrana)(más
factor I)
son cofactores para la
degradación de C3b
Inhibición del MAC
 la proteína S (o vitronectina) del plasma es una
glucoproteína plasmática con capacidad para unirse al
complejo C5b67 impidiendo que éste se una a la
membrana celular.
 La molécula de superficie CD59 se une al C8 del
complejo C5b678 que se hubiera anclado
accidentalmente a membranas propias, y evita el
ensamblaje del poro de poli-C9 y del MAC.
Funciones del complemento
 Muerte por lisis de muchos microorganismos
 Los pequeños péptidos C3a y C5a funcionan como
anafilotoxinas, desencadenando la respuesta inflamatoria
 Opsonización de antígenos o de inmunocomplejos, lo
que facilita la destrucción por parte de fagocitos
 Eliminación de inmunocomplejos
 Neutralización de ciertos virus.