Falus András, Buzás Edit, Holub Marianna Csilla, Rajnavölgyi Éva (szerk.)

Az immunológia alapjai


3.5. A komplementrendszer felépítése és aktivációja

Írta: Prohászka Zoltán
 
A komplementrendszert a vérplazmában és más testnedvekben található glikoproteinek alkotják. A rendszer alapvető jellemzője a gyulladást előmozdító és a kórokozók ellen védelmet nyújtó hatás. A komplementrendszer felfedezése a 19. sz. végére tehető, amikor felismerték, hogy a kórokozók ellen termelt antitestek sejtölő hatásához szükség van friss szérumra. A rendszer elnevezése is erre a jelenségre utal: eredetileg azt a szérumösszetevőt definiálták komplementként, ami kiegészítette (a komplementer jelentése kiegészítő) az antitestek védő hatását. A fehérjekémiai, immunológiai és molekuláris biológiai technikák fejlődésével nyilvánvalóvá vált, hogy egy összetett enzimrendszer képezi a komplementrendszert, mely működésében leginkább a véralvadás folyamatára emlékeztet. A komplement inaktív, egymást láncreakció-szerűen aktiváló enzimek és szabályozó faktorok összessége.
A rendszer működésének alapvető célja az immunhomeosztázis fenntartása, melynek során a káros és veszélyes idegen, valamint a megváltozott saját struktúráktól óvja, védi a gazdaszervezetet. A komplement aktiválódása nem antigénspecifikus. A védő hatást a rendszer három módon fejti ki, melyekkel alapvetően járul hozzá a hatásos immunválasz kialakulásához:
  • képes sejteket feloldani (lízis);
  • képes felületeket komplementfehérjékkel kovalens módon megjelölni és ezáltal a fagocitózis számára kijelölni (opszonizáció);
  • képes a károsodás helyszínére gyulladásos sejteket toborozni és azokat aktiválni (gyulladásos reakció).
 
A komplementrendszer a veleszületett immunitás része, működését antitestek és T-sejtek nélkül is képes kifejteni. Filogenetikai értelemben ősi rendszer, egyes elemei messze korábban megjelentek, mint az immunglobulin-molekulák ősei. A komplement aktiválódása a veszélyes struktúrák megjelenésekor azonnal bekövetkezik, és a természetes immunitás humorális (testfolyadékokban oldott formában található) ágának legfőbb végrehajtó rendszerét jelenti. A komplement gyors aktiválódását az teszi lehetővé, hogy a rendszer elemei inaktív formában a keringésben, egyéb testfolyadékokban és nyálkahártyákon nagy mennyiségben jelen vannak. Az aktiválódást beindító struktúra megjelenésére a rendszer kaszkádszerű reakcióval válaszol. A kaszkádreakció során egymást csupán egy peptidkötésnél hasítva (limitált proteolízis), megszabott sorrendben aktiválódó proteáz enzimek keletkeznek. A reakció eredményeként az aktivációt beindító felszínen pórus keletkezik, melyet kovalensen kötődött komplementfehérjék és a környezetbe diffundálódó gyulladást keltő molekulák vesznek körül. A rendszer szabályozott működését az aktivált termékek gátlószereinek (komplementregulátor fehérjék) jelenléte biztosítja.
A rendszer működésének elvét a 3.5.1. ábra mutatja, az útvonalak és biológiai hatások áttekintése a 3.5.2. ábrán, míg a részletes aktivációs mechanizmusok a 3.5.3. ábrán láthatók. Az utóbbi években nyilvánvalóvá vált, hogy a komplementrendszer a kórokozókkal szemben nyújtott hasznos (direkt és indirekt) védelmen túlmenően igen sokféle folyamatban vesz részt.
 
A KOMPLEMENTRENDSZER FELFEDEZÉSÉNEK RÖVID TÖRTÉNETE
A komplement, mint a szérum hőlabilis baktériumölő komponense, először az 1880-as években került felismerésre. Magyar kutatónak, a nemzetközi hírnévvel is rendelkező orvos-higiénikusnak, „közegészségünk első apostolának”, Fodor Józsefnek elévülhetetlen szerepe volt az immunizált nyulak vérének baktériumölő hatásának kimutatásában. Első dolgozatait („Bacteriumok az élőállat vérében”, 1885; „Újabb kísérletek az erekbe fecskendezett bacteriumokkal”; 1886; „A vérnek bacteriumölő képességéről”, 1887) Budapesten publikálta, melyekkel megalapozta a fiatal tudományág, a bakteriológia-immunológia fejlődését. Bajor bakteriológus, Hans Büchner írta le elsőként 1889-ben, hogy a vér baktériumölő képességéért felelős anyag a sejtmentes szérumban van jelen, melyet alexinnek (görög eredetű: ’elhárít’) nevezett el. Paul Ehrlich híres oldallánc-elméletének későbbi kidolgozása során fordult figyelme az ’immun-testek’ biológiai hatásainak jellemzésére. Vörösvértestek lízisét vizsgálta, melynek során megfigyelte, hogy a szérum tartalmaz egy anyagot, amely az immuntestekhez (a későbbi antitestek) kötődve oldja fel a vörösvértesteket. Ezt az anyagot először ’Addiment’-nek nevezte el, majd később komplementnek (francia eredetű: ’kiegészít’), mellyel arra utalt, hogy a két anyag (immuntest és komplement) együttes, kiegészítő hatása szükséges a biológiai hatás, a vörösvértestek lízisének eléréséhez. Bordet és Gengou munkássága nyomán hamar kiderült, hogy a két megközelítésből (baktériumölő képesség és vörösvértestlízis) felfedezett anyagok, az alexin és a komplement ugyanaz, később az immunológiában kizárólagosan a komplement megnevezés terjedt el.
 
3.5.1. ábra. A komplementkaszkád működésének általános sémája
Az inaktív (zimogén) formában keringő komponensek egy peptidkötés felhasadása után proteázaktivitást nyernek, és a kaszkád következő tagját kétfelé (b*-gal jelölt enzimatikusan aktív nagyobb fragmenssé és a-val jelölt kisebb aktivációs termékké) hasítják. A rendszer túlzott aktivációjától proteázinhibitorok védenek.
 
A XX. század első évtizedeiben felismerésre került, hogy a komplement nem egy anyag, hanem több komponensből áll, melyek között enzimek is találhatóak. A komplementkutatás aranykora az 1950-es és 60-as években érkezett el, amikor a biokémiai módszerek fejlődésével párhuzamosan azonosítani és jellemezni lehetett a komplement komponenseket, melyek nyomán leírásra került a „klasszikus” (az immun-testek hatását kiegészítő) reakcióút, majd a „properdin rendszer”, a későbbi alternatív reakcióút. Feltétlen meg kell említeni ebből az időből Hans J. Müller-Eberhard professzor nevét, aki számos, mai napig aktív tanítványt nevelt fel, melynek nyomán több, rendkívül aktív komplement-kutatócsoport alakult Európában és a tengerentúlon. Csupán az 1990-es években ismerték fel a lektin reakcióutat, mellyel kapcsolatban még az utóbbi években is alapvető, új eredmények láttak napvilágot. A komplementkutatásra lényeges hatást gyakorolt a genom projekt befejezése, több betegség hátterében is felismerésre került a komplement központi szerepe, napjainkban a komplement genetika képezi a legizgalmasabb kutatási területet. Örvendetes, hogy a terápiás fejlesztések elérték a komplement célzott gátlását, és korábban nem jól kezelhető betegségek váltak szinte „gyógyíthatóvá”.
 
3.5.2. ábra. A komplementaktiváció folyamatának és biológiai hatásainak áttekintő ábrázolása
A komplementrendszer működését idegen felületek, szénhidrátstruktúrák vagy antigén-antitest komplexek indítják be. A három aktivációs útvonal közös ponton, a C3 hasadásánál egyesül, és a lítikus út bekapcsolódását eredményezi. A komplement három fő biológiai hatása (opszonizáció – gyulladás fokozása – lízis) is egymásra épülve jelenik meg.
 
3.5.3. ábra. A komplementaktiváció mechanizmusának részletes áttekintése
A klasszikus aktiváció során az antigén–antitest komplexhez kapcsolódó C1 komplex C4-et és C2-t hasít, és ezek együttese aktiválja a C3-at. Ehhez hasonló módon történik az aktiváció a lektin-úton, csak a C1-komplex helyett az idegen szénhidrátokhoz kötődő MBL-MASP komplex hasítja a C4-et majd a C2-t. Az alternatív reakcióúton az aktivált B-faktor köti az állandóan (spontán) keletkező C3b-t, és ez a komplex hasítja a C3-at. A C3-konvertázok további C3b-t kötnek, és így alakul ki a C5-konvertáz, ami beindítja a terminális reakcióutat a C5 hasításával. A C5b sorban megköti a C6, C7 és C8 komponenseket, majd több C9-et, és kialakul a membránkárosító komplex, a MAC. Az aktiváció során gyulladáskeltő peptidek keletkeznek. A rendszer működését több ponton regulátoros fehérjék szabályozzák.
 
A hazai komplement kutatás újabb kori történetében kiemelendő Füst György munkacsoportja, amely az 1960-as évektől kezdődően napjainkig fejleszti és alkalmazza a klinikai gyakorlatban a komplement orvosi vizsgálatát, Závodszky Péter munkacsoportja, amely egyes komplement fehérjék szerkezetének és funkciójának összefüggéseit vizsgálja, valamint Gergely János és Erdei Anna csoportja, amely a B-sejtek és a komplement összefüggését tanulmányozza.
 

Az immunológia alapjai

Tartalomjegyzék


Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 710 5

Hét év telt el a „Az Immunológiai alapjai” című tankönyv kiadása óta. A természettudományok számára hét év nagyon hosszú idő, különösképpen így van ez az élettudományok egyes diszciplináival, köztük az immunológiával is. A jelen kiadásban a helyenként nagyon jelentős módosulások, kiegészítések, sőt cáfolatok két forrásból fakadnak, részben a szűken vett immunológiai tudás gazdagodásából, másrészt a társtudományok (pl. a sejtbiológia, genetika-genomika, bioinformatika) immunrendszerre is vonatkozó eredményeiből. Csak pár példa, a 2007-es kiadásban alig esett szó az extracelluláris vezikulák feladatairól, ezek, az intercelluláris kommunikációs struktúrák mára a sejtbiológia tudományának egyik „forró pontjává” váltak. Akkor sokkal kevesebb hangsúlyt fordítottunk az epigenetikai módosítások jelentőségére és alig esett szó a velünk élő mikrobiális flóra szerepéről. Ma már nem csak sokkal több citokin és kemokin vált ismertté, de funkcióikat is mélyebben értjük. Emellett a CD antigének azonosítása és funkcionális jelentőségükkel kapcsolatos tudásunk is markánsan kibővült.

Hivatkozás: https://mersz.hu/falus-buzas-holub-rajnavolgyi-az-immunologia-alapjai//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave