Komplementsystem und Aktivierungswege

Das Komplementsystem ist ein Netzwerk aus Plasma- und Membranproteinen, das nach seiner Auslösung durch eine proteolytische Kaskade verstärkt wird, um Mikroben zu opsonisieren, Entzündungszellen zu rekrutieren und anfällige Zielzellen zu lysieren. Es ist ein wichtiger humoraler Arm der angeborenen Immunität, der auch mit der adaptiven Antwort verknüpft ist und diese verstärkt.

Definition

Das Komplementsystem ist eine Reihe von Serum- und Zelloberflächenproteinen, die kaskadenartig durch mikrobielle Oberflächen, Antikörper-Antigen-Komplexe oder spontane Hydrolyse aktiviert werden und auf die Spaltung von C3 und C5 konvergieren, um Opsonisierung, Entzündung und Membranangriff voranzutreiben.

Scope

Dieses Thema behandelt die drei Aktivierungswege (klassischer, Lektin- und alternativer Weg), ihre Konvergenz bei der C3- und C5-Spaltung, die Bildung des Membranangriffskomplexes, die Anaphylatoxine C3a und C5a sowie die Regulatoren, die Wirtszellen schützen. Es behandelt das Komplement als mechanistisches Thema der angeborenen Immunität und ist keine klinische Leitlinie.

Core questions

• Welche unterschiedlichen Auslöser initiieren den klassischen, Lektin- und alternativen Weg?
• Wie konvergieren die Wege auf C3- und C5-Konvertasen?
• Wie werden Opsonisierung, Entzündung und Lyse als Effektorfunktionen erzeugt?
• Wie schützen regulatorische Proteine das Wirtsgewebe vor Komplement-vermittelten Schäden?

Key concepts

• Klassischer Weg
• Lektin-Weg (Mannose-bindendes Lektin)
• Alternativer Weg
• C3- und C5-Konvertasen
• Opsonisierung (C3b)
• Anaphylatoxine C3a und C5a
• Membranangriffskomplex (C5b-9)
• Komplement-regulatorische Proteine

Mechanisms

Drei Initiationswege speisen eine gemeinsame Kaskade. Der klassische Weg wird ausgelöst, wenn C1q an Antikörper-Antigen-Komplexe bindet; der Lektinweg, wenn Mannose-bindendes Lektin oder Ficoline mikrobielle Kohlenhydrate erkennen; und der alternative Weg durch kontinuierliche, geringfügige C3-Hydrolyse, die auf mikrobiellen Oberflächen, denen Wirtsregulatoren fehlen, stabilisiert wird. Alle konvergieren, um C3-Konvertasen zu bilden, die C3 spalten, C3b zur Opsonisierung ablagern und C5-Konvertasen erzeugen. Die C5-Spaltung setzt das Anaphylatoxin C5a frei und initiiert die Assemblierung des Membranangriffskomplexes (C5b-9), der anfällige Zellen lysieren kann. Die Anaphylatoxine C3a und C5a rekrutieren und aktivieren Leukozyten und verstärken die Entzündung, während Wirtszellregulatoren die Kaskade einschränken, um das eigene Gewebe zu schützen.

Clinical relevance

Die Komplementbiologie ist die Grundlage für das Verständnis von rezidivierenden Infektionen bei Komplementdefiziten, hereditärem Angioödem und Komplement-vermittelten Gewebeschäden bei Erkrankungen wie paroxysmaler nächtlicher Hämoglobinurie und bestimmten Nierenerkrankungen. Dieser Eintrag beschreibt Mechanismen als Referenz und ist keine Grundlage für Diagnose oder Behandlung.

Evidence & guidelines

Die Beschreibungen stützen sich auf maßgebliche Übersichtsartikel zur Komplementbiologie und nicht auf quantitative klinische Evidenz oder Praxisleitlinien.

History

Das Komplement wurde um die Wende zum zwanzigsten Jahrhundert als eine hitzelabile Serumaktivität beschrieben, die Antikörper bei der Lyse von Bakterien ergänzte, eine Arbeit, die mit Jules Bordet und Paul Ehrlich in Verbindung gebracht wird. Die Komponenten der Kaskade, die diskreten Aktivierungswege und das regulatorische Netzwerk wurden anschließend charakterisiert, wodurch das Komplement als zentraler Effektor und Regulator der angeborenen Immunität etabliert wurde.

Key figures

• Jules Bordet
• Paul Ehrlich
• Mark Walport
• John Lambris

Seminal works

• walport-2001
• ricklin-2010

Frequently asked questions

Was haben die drei Komplementwege gemeinsam?

Obwohl der klassische, Lektin- und alternative Weg durch unterschiedliche Signale ausgelöst werden, konvergieren alle auf die Spaltung von C3 (und dann C5) und erzeugen dieselben Kern-Effektorfunktionen: Opsonisierung, Entzündung durch Anaphylatoxine und Bildung des Membranangriffskomplexes.

Warum zerstört das Komplement die körpereigenen Zellen nicht?

Wirtszellen exprimieren regulatorische Proteine, die den Zerfall der Konvertasen beschleunigen und die Assemblierung des Membranangriffskomplexes hemmen, sodass die Kaskade auf eigenen Oberflächen normalerweise gehemmt wird, während sie auf ungeschützten mikrobiellen Oberflächen abläuft.