Komplementsystem

VonPeter J. Delves, PhD, University College London, London, UK
Überprüft/überarbeitet Feb. 2024
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    Das Komplementsystem ist eine Enzymkaskade, die durch die Aktivierung einer lokalen Entzündungsreaktion zur Abwehr von Infektionen beiträgt. Viele Komplementproteine sind im Serum als inaktive Enzymvorstufen zufinden (Zymogene); andere befinden sich auf Zelloberflächen. (Siehe auch Übersicht über das Immunsystem.)

    Das Komplementsystem überbrückt die angeborene Immunität und die erworbene Immunität durch

    • Eine Verstärkung der Antikörper (Ak)-Antworten und des immunologischen Gedächtnisses

    • Lyse-fremde Zellen

    • Clearin-Immunkomplexe und apoptotische Zellen

    Die Komplementkomponenten erfüllen zahlreiche biologische Funktionen (z. B. Stimulation der Chemotaxis, Auslösen der Mastzelldegranulation unabhängig von Immunoglobulin E).

    Komplementaktivierung

    Es gibt 3 Wege der Komplementaktivierung (siehe Abbildung Wege der Komplementaktivierung):

    • Klassisch

    • Lektin

    • Alternativ

    Wege der Komplementaktivierung

    Der klassische, der Lektin- und der alternative Weg münden zuletzt in einem gemeinsamen Weg, wenn die C3-Konvertase (C3 con) C3 in C3a und C3b spaltet. Ab = Antikörper; Ag = Antigen; C1-INH =C1-Inhibitor, MAC = Membran-Angriffs-Komplex; MASP = MBL-assoziierten Serinprotease; MBL = Mannose-bindende Lektin. Querstrich zeigt die Aktivierung.

    Die Komponenten des klassischen Weges sind – ausgehend von der Reihenfolge, in der sie identifiziert wurden – mit einem C und einer Zahl gekennzeichnet (z. B. C1, C3). Komponenten des alternativen Weges werden oft mit einem Buchstaben (z. B. Faktor B, Faktor D) oder mit einem Namen (z. B. Properdin) versehen.

    Der klassischer Weg der Aktivierung ist entweder

    • Antikörper-abhängig, tritt auf, wenn C1 mit Antigen-IgM oder aggregierten Antigen-IgG-Komplexen interagiert

    • Antikörper-unabhängig und ereignet sich, wenn Polyanionen (z. B. Heparin, Protamine, DNA und RNA von apoptotischen Zellen), gramnegative Bakterien oder gebundenes C-reaktives Protein (CRP) direkt mit C1 regieren

    Dieser Weg wird durch den C1-Inhibitor (C1-INH) reguliert. Das hereditäre Angioödem entsteht aufgrund eines genetischen Mangels an C1-INH.

    Die Aktivierung durch den Lektinweg ist Ak-unabhängig; sie entsteht aufgrund der Anbindung von Mannose-bindendem Lektin (MBL), einem Serumprotein, an Mannose, Frukose, oder N-Azetylglukosamin-Gruppen auf bakteriellen Zellwänden, Hefezellwänden oder Viren. Ansonsten gleicht dieser Weg strukturell und funktionell dem klassischen Weg.

    Die Aktivierung des alternativen Weges wird eingeleitet, wenn Komponenten mikrobieller Zelloberflächen (z. B. Hefezellwände, Lipopolysaccharide [Endotoxin] der Bakterienzellwände) oder Immunglobulin (z. B. nephritischer Faktor, aggregiertes IgA) kleine Mengen C3 spalten. Dieser Weg wird durch Properdin, Faktor H und DAF (decay accelerating factor, CD55) reguliert.

    Die drei Aktivierungswege münden zuletzt in einen gemeinsamen Weg, wenn die C3-Konvertase C3 in C3a und C3b spaltet (siehe Abbildung Wege der Komplementaktivierung). Die C3-Spaltung kann zur Bildung des Membranangriffskomplexes (MAK), der zytotoxischen Komponente des Komplementsystems, führen. MAK veranlasst die Lyse von Fremdzellen.

    Faktor I mit Kofaktoren, einschließlich Membran-Kofaktor-Protein (CD46), deaktiviert C3b und C4b.

    Komplementärmängel und Defekte

    Mängel oder Defekte bei spezifischen Komplementkomponenten wurden mit spezifischen Störungen in Verbindung gebracht; Die folgenden sind Beispiele:

    Biologische Aktivitäten der Ergänzung

    Komplementkomponenten erfüllen auch andere Immunfunktionen. Diese werden durch Komplementrezeptoren (CR) vermittelt, die sich auf verschiedenen Zellen befinden. Mehrere CRs verwenden Moleküle, denen eine CD-Nummer zugewiesen wurde.

    • CR1 (CD35) unterstützt die Phagozytose und hilft bei der Auflösung der Immunkomplexe.

    • CR2 (CD21) reguliert die Antikörper-Produktion durch B-Zellen und ist der Rezeptor des Epstein-Barr-Virus.

    • CR3 (CD11b/CD18), CR4 (CD11c/CD18) und C1q-Rezeptoren spielen eine Rolle bei der Phagozytose.

    • C3a, C5a und C4a (schwach) besitzen Anaphylatoxinaktivität: Sie verursachen die Degranulation der Mastzelllen, was zu erhöhter Gefäßpermeabilität und Kontraktion der glatten Muskulatur führt.

    • C3b fungiert als Opsonin durch Ummantelung der Mikroorganismen und der daraus resultierenden Unterstützung der Phagozytose.

    • C3d verbessert die Antikörperproduktion durch B-Zellen.

    • C5 ist ein chemischer Lockstoff, der die Aktivität von Neutrophilen und Monozyten reguliert und die Adhärenz der Zellen steigern, eine Degranulation und Freisetzung intrazellulärer Enzyme aus Granulozyten initiieren, zur Produktion toxischer Sauerstoffmetabolite führen sowie andere metabolische Ereignisse in den Zellen bewirken kann.