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1 第五章补体系统Complmentsystem CS2009 7 9 2 内容 概述补体的激活补体活化的调节补体的生物学作用 3 Complement Bordet于1894年发现存在于新鲜血清中具有溶菌 溶细胞活性 56 加热30min灭活 第一节概述 4 1 定义 补体 complement C 是存在于正常人和动物血清中的一组与免疫相关并具有酶活性的蛋白质 包括30余种可溶性蛋白和膜结合蛋白 补体系统 CS 是由补体级联反应固有成分 补体调节蛋白 补体受体等30余种糖蛋白组成的 具有精密调控机制和自限性的酶解系统 5 1 补体固有成份2 补体受体 CR 3 补体调节蛋白 经典途径 C1q C1r C1s C2 C4旁路激活途径 B D P因子 MBL途径 MBL MASP共用成分 C3 C5 C9 CR1 CR2 CR3 CR4 CR5及C3aR C4aR C5aR等 C1INH C4BP H I S蛋白和血清羧肽酶 MCP DAF HRP 补体系统的组成 6 参与补体经典激活途径的固有成分 按发现的先后命名 C1 qrs C2 C9补体系统的其他成分以英文大写字母表示 如B D因子 H因子 MBL等 调节成分以功能命名 C1抑制物 C4结合蛋白 活化裂解片段加小写字母 如C3a C3b等 具有酶活性的成分加横线 如C3bBb 灭活的补体片段 在其符号前加i 如iC3b 3 补体的命名 7 1 补体的理化性质补体均为糖蛋白 多数为 球蛋白 在生理情况下 多以酶前体形式存在 多数补体对热不稳定 56 30min灭活 血清中各成分含量不等 C3含量最多 D因子最少 C1分子量最大 正常生理情况下 以非活化形式存在 2 补体的生物合成 约90 血浆补体成分由肝脏合成 仅少数成分在肝脏以外的其他部位合成 补体的理化性质与生物合成 8 第二节补体系统的激活 主要特点 大多数血清补体成分以酶前体的形式存在 补体的激活过程是一系列扩大的连锁反应 三条途径 经典途径 classicalpathway Ag Ab复合物 C1q启动 C1 激活的途径 MBL途径 MBLpathway 由MBL 细菌 激活 途径 旁路途径 alternativepathway 由病原微生物等提供接触表面 从C3开始激活的途径 9 10 一 经典激活途径 classicalpathway 一 激活物质 Ag Ab immunecomplex IC IgG3 IgG1 IgG2 IgM 二 激活顺序 C1q C1r C1s C4 C2 C3 C5 9 三 激活过程 1 识别阶段 C1识别Ag Ab复合物中抗体的补体结合位点 2 活化阶段 C3 C5转化酶形成 3 膜攻击阶段 形成攻膜复合体 11 1 识别阶段 C1结合Ag Ab复合物 并被活化形成C1酯酶 C1结合的抗体 IgM的CH3区 IgG1 3的CH2区 一个C1分子 需同时结合 个以上IgG的Fc段结合 与1个IgM分子 游离或可溶性抗体 不能通过经典途径激活补体 12 13 C1脂酶形成Ag Ab复合物 C1q C1r活化 C1s活化 14 2 活化阶段 C3 C5转化酶的形成 C1C4 C2C4b2a C3转化酶 C3C4b2a3b C5转化酶 15 C3转化酶和C5转化酶的形成 16 17 3 攻膜阶段 形成攻膜复合体 MAC 攻膜复合体 membraneattackcomplex MAC 在补体活化过程中形成的 具有溶细胞效应的复合物 由C5 C6 C7 C8 C9组成 即C5b6789n MAC 18 19 20 二 旁路途径 或替代途径 1 激活物质 细菌内毒素 酵母多糖 葡聚糖 凝集的IgA和IgG4等 2 激活顺序 C3 C5 93 激活过程 C3b和C3转化酶的形成 补体激活的放大 指不断的提供C3a C3b和形成完整的C3 以及C3bBb转化酶形成的过程 C5转化酶的形成 旁路途径是补体系统重要的放大机制 21 22 23 经典途径和旁路途径的主要区别 比较项目 经典途径 旁路途径 激活物 补体固有成份 所需离子 C3转化酶 C5转化酶 生物学作用 IgM IgG1 3与抗原形成的免疫复合物 细菌脂多糖 肽聚糖 酵母多糖和凝聚的IgG4 IgA等 C1 C9 C3 B D P因子和C5 C9 Ca Mg Mg C4b2a C3bBb C4b2a3b C3bBb3b 在特异性体液免疫的效应阶段起作用 参与非特异性免疫 在感染早期起作用 24 三 MBL 甘露糖结合凝集素 激活途径1 激活剂 N氨基半乳糖或甘露糖基的病原微生物2 MBL复合物MASP 1 MBL associatedserineprotease 1 MASP 2 MBL associatedserineprotease 1 25 26 27 三种途径的比较 经典途径MBL途径旁路途径 参与的C1 C9C2 C9C3 C5 C9 B因子 补体部分D因子 P因子 所需离子Ca2 Mg2 Ca2 Mg2 Mg2 C3转化酶C4b2aC4b2aC3bBb 作用 依赖抗体 参与特异性体液 在免疫的应答阶段起作用 参与非特异性免疫感染早期起作用 参与非特异性免疫在感染早期起作用 激活物质Ag Ab复合物MBP CRPLPS 凝集素 抗体 C5转化酶C4b2a3bC4b2a3bC3bBb3b 激活蛋白酶C1sMASPD因子 28 第三节补体活化的调节 一 补体的自身调节1 未结合的C4b C3b C5b易被水解失活 2 与细胞膜结合的C4b C3b C5b易衰变 3 与病原体结合的C4b C3b C5b稳定 29 二 调节因子的作用 30 一 补体的生物功能 2 调理作用C3b C4b与颗粒性抗原结合 可促进吞噬细胞的吞噬作用 最终使机体的抗感染能力增强 1 溶菌 溶解病毒和细胞的细胞毒作用通过在靶细胞表面形成MAC 导致靶细胞溶解 补体的这一功能在机体的免疫系统中起重要的防御和免疫监视作用 可以抵抗病原微生物的感染 消灭病变衰老的细胞 第四节补体的生物学作用 31 32 3 免疫黏附细菌或免疫复合物激活补体 结合C3b C4b后 若与表面具有相应补体受体 CRI 的RBC和血小板结合 则可形成较大的聚合物 通过血液循环到达肝脏和脾脏 被巨噬细胞吞噬 33 4 炎症介质作用 C3a C4a C5a 具有过敏毒素作用 可使表面具有相应受体的肥大细胞和嗜碱性粒细胞等脱颗粒 释放组胺等血管活性物质 引起血管扩张 通透性增强 平滑肌收缩和支器官痉挛等的作用 C3a和C5a对中性粒细胞具有趋化作用 吸引具有相应受体的中性粒细胞和单核吞噬细胞向补体激活的炎症区域游走和聚集 增强炎症反应 C2a具有激肽样作用 使小血管扩张 通透性增强 引起炎症性充血和水肿作用 34 35 二 补体的病理生理学意义 1 机体抗感染防御的主要机制 在抗感染防御机制中 补体是固有免疫和适应性免疫间的桥梁 病原微生物侵入机体后 在特异性抗体前数天内 机体有赖于固有免疫机制发挥抗感染效应 补体旁路途径和MBL途径通过识别微生物表面或其糖链组分而触发级联反应 所产生的裂解片段和复合物通过调理吞噬 炎症反应和溶解细菌而发挥抗感染作用 在特异性抗体产生之后 可通过经典途径触发C3活化 与旁路途径中C3正反馈环路协同作用 形成更为有效的抗感染防御机制 2 参与适应性免疫应答 3 补体系统与血液中其他级联反应系统的相互作用 36 一 补体系统的先天性缺陷遗传性血管神经性水肿 C1INH缺陷 使C2a C3a和C5a产生增多 尤其C2a可使毛细血管通透性增强 引起皮肤和粘膜水肿 二 高补体血症急性感染引起的炎症 恶性肿瘤等患者 甲状腺炎 糖尿病和阻塞性黄疸等疾病 补体总量升高 第五节补体系统与疾病 37 遗传性血管神经性水肿 38 三 低补体血症 补体成分的大量消耗 血清病 链球菌感染后肾小球肾炎 系统性红斑狼疮 自身免疫性溶血性贫血 类风湿性关节炎及同种异体移植排斥反应等 补体的大量丢失 多见于外伤 手术和大失血的病人 补体成分随血清蛋白的扩大量丧失而丢失 发生低补体血症 补体合成不足 主要见于肝病人 例如肝硬化 慢性活动性肝炎和急性肝炎的重症病例 补体系统