補(bǔ)體由34種以上蛋白質(zhì)組成,經(jīng)連鎖相互反應(yīng)(類似凝血系統(tǒng))產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng).
許多補(bǔ)體蛋白屬酶,它們以無(wú)活性的前身狀態(tài)(酶原)存在于血清中,其他一些組分則存在于細(xì)胞表面.補(bǔ)體蛋白約占血清蛋白10%以上,其中C3在血中濃度最高(約1.5mg/ml).對(duì)于補(bǔ)體系統(tǒng)的各成分
補(bǔ)體有三條激活途徑,分別稱為經(jīng)典,旁路和甘露聚糖結(jié)合凝集素途徑.所有的途徑均是獨(dú)立的,直接針對(duì)激活的最重要步驟,即C3的裂解.共同最終的途徑稱之為終末途徑或膜攻擊復(fù)合物(MAC).
命名 經(jīng)典途徑的組分以C和數(shù)目字表示(如C1和C3).按照它們被確定的順序頭4種補(bǔ)體分別為C1,C4,C2和C3.旁路途徑的組分以字母(如B,P和D)表示.某些組分稱為因子(如B因子,D因子).激活的組分或復(fù)合物在其上面加一橫劃(如C1,C1r或C3b,Bb),裂解的片段在該組分后用英文小寫(xiě)字母表示,如C3a,C3b是C3的片段.無(wú)活性的C3b以iC3b表示.補(bǔ)體蛋白的多肽鏈則在其組分后用希臘字母表示(如C3α和C3β分別是C3的α和β鏈).C3受體縮寫(xiě)為CR1,CR2,CR3和CR4.
經(jīng)典途徑
激活 經(jīng)典激活途徑是指正常時(shí)可被結(jié)合抗體的補(bǔ)體所激活(結(jié)合補(bǔ)體的抗體)的途徑,此種抗體是抗原-抗體復(fù)合物或是聚合的抗體(IgG或lgM).由于應(yīng)答抗原刺激所形成的是特異性抗體,因此經(jīng)典途徑可作為特異性免疫.C1大分子由依賴鈣離子的一個(gè)C1q,兩個(gè)C1r和兩個(gè)C1s分子所組成.此種C1大分子僅在鈣離子存在時(shí)才保持著完整性;否則每個(gè)亞單位就會(huì)分離,當(dāng)6個(gè)C1q分子中的2個(gè)與2個(gè)IgG分子或1個(gè)五個(gè)聚體IgM分子的Fc區(qū)相結(jié)合時(shí)才會(huì)使C1聚合.兩個(gè)IgG分子需要有一定的間隔才會(huì)激活補(bǔ)體.由于1個(gè)五聚體IgG其結(jié)構(gòu)上5個(gè)單位很接近,因而IgM較IgG更能有效地激活補(bǔ)體.IgG的活性依次為IgG3>IgG1>IgG2.IgG4并不固定補(bǔ)體.
一旦IgG結(jié)合至C1q,使C1q分子中的三維結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,致使C1r經(jīng)自身分解激活成為C1r,C1r再裂解C1s中的一個(gè)鏈產(chǎn)生C1s,無(wú)論C1r或C1s被裂解均不會(huì)釋放裂解片段.C1s也稱為C1酯酶,它可將C4裂解為C4a和C4b.C4b,這個(gè)大的裂解片段,如存在細(xì)胞膜時(shí)會(huì)結(jié)合至膜.C1s接著會(huì)裂解游離的C2產(chǎn)生C2a和C2b,此過(guò)程意義不大,或能裂解在C4b,C2復(fù)合物上的C2產(chǎn)生C4b,C2a和游離的C2b,這是一個(gè)十分有意義的過(guò)程.C2a是C2的主要裂解片段,如果游離的C2被裂解,C2a需結(jié)合至C4b形成C4b,2a復(fù)合物,否則C2a將很快就降解和失活.C4b,2a是經(jīng)典途徑的C3轉(zhuǎn)化酶,它能將C3裂解為C3a和C3b.在C2a上存在著C3裂解的酶點(diǎn).C4b,2a需要鎂,在生理溫度下其降解與時(shí)間有關(guān).
經(jīng)典途徑也可不經(jīng)抗體機(jī)制而被激活.肝素(一種多聚陰離子抗凝劑)和魚(yú)精蛋白(一種多聚陽(yáng)離子劑可用于阻斷肝素)當(dāng)以相同分子濃度一起存在時(shí)會(huì)激活經(jīng)典途徑.其他不同的多聚陰離子劑(如DNA和RNA)也可以直接與C1q反應(yīng)激活經(jīng)典途徑.C反應(yīng)蛋白可在缺少抗體時(shí)使經(jīng)典途徑激活.已提到的C1旁路可不通過(guò)經(jīng)典途徑的組分使C3裂解.這些中的一種已歸屬于甘露聚糖結(jié)合凝集素的途徑.
調(diào)節(jié) 經(jīng)典途徑由C1酯酶抑制物(C1INH)調(diào)控,它以1:1濃度與C1r和C1s相結(jié)合.C1r和C1s恒定地滅活這些蛋白質(zhì).C1INH也能與溶纖酶,舒緩激肽釋放酶,激活的Hageman因子和凝血因子Ⅺa相結(jié)合.當(dāng)它缺少時(shí)可導(dǎo)致遺傳性血管水腫.J因子是一種陽(yáng)離子糖蛋白,也能抑制C1活性.C4結(jié)合蛋白(C4BP)通過(guò)解離C4b,2a復(fù)合物使Ⅰ因子滅活C4b.
旁路途徑
激活 旁路途徑可由自然物質(zhì)[如酵母菌壁,復(fù)蛇毒因子,腎炎因子,細(xì)菌壁(內(nèi)毒素),兔紅細(xì)胞(在體外)]激活,也可由聚合性IgA作為非特異性(先天的)免疫應(yīng)答,也即不需要預(yù)先致敏.旁路途徑并不需要C1,C4,或C2參與,但此途徑需小量C3恒定地裂解C3為C3a和C3b.此種C3自然裂解的機(jī)制還未闡明,可能與酶的非特異性作用或其他兩條途徑低水平的活性有關(guān).C3b作為B因子的底物產(chǎn)生C3b,B復(fù)合物.D因子(血漿中的一種激活酶)將B因子裂解為C3b和Bb,備解素(P)可穩(wěn)定C3b,Bb復(fù)合物,延緩此復(fù)合物的衰變.C3b,Bb和C3b,Bb,P都是旁路途徑的C3轉(zhuǎn)化酶,此酶能將C3裂解為C3a和C3b.在Bb存在著C3的酶點(diǎn).C3b,Bb復(fù)合物需要鎂離子,其衰變也與溫度有關(guān).
旁路途徑也是一種放大的途徑.一個(gè)C3b,Bb復(fù)合物能裂解許多C3分子.然而在產(chǎn)生C1s和形成C4b,2a時(shí)也可發(fā)生放大.這些酶中的一種可裂解幾百個(gè)分子,致使補(bǔ)體快速地激活.
調(diào)節(jié) 在旁路途徑,C3b,Bb復(fù)合物由以下幾種成分所調(diào)節(jié).備解素可延緩C3b,Bb復(fù)合物的衰變,使其半壽期從4分鐘增加至40分鐘.衰變加速物質(zhì)[如H因子或衰變加速因子(DAF)]與B因子競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合C3b(產(chǎn)生C3b,H)降低C3b,Bb復(fù)合物的半壽期,使此復(fù)合物解離為C3b和Bb.I因子作用于C3b,H使C3b降解(產(chǎn)生iC3b,C3c,C3d,C3f和C3dg).
C3b,Bb復(fù)合物的形式將取決于旁路途徑是否被激活.C3b,Bb復(fù)合物所接觸的表面可以是激活的表面(如酵母菌壁,兔紅細(xì)胞)或非激活的表面(如羊紅細(xì)胞).激活的表面可防止H因子與C3b結(jié)合,而非激活的表面卻使H因子與C3b結(jié)合,導(dǎo)致C3b,Bb解離.因而在激活表面的C3b,Bb復(fù)合物所保留的活性明顯長(zhǎng)于非激活的表面.
以上所介紹的機(jī)制可解釋旁路途徑在體內(nèi)的激活.復(fù)蛇毒因子(covF)像是復(fù)蛇毒的C3b;COVF,Bb復(fù)合物很穩(wěn)定,對(duì)H因子的衰變作用不敏感,因而COVF,Bb復(fù)合物可快速,完全地裂解C3.C3腎炎因子(C3NeF)可在10%的膜增生型腎炎患者血清中找到.它是針對(duì)C3b,Bb復(fù)合物的Ig,C3NeF的作用類似P因子,可使C3b,Bb,C3NeF復(fù)合物抵抗H因子的作用.酵母菌壁(酵母多糖)和某些膜(如兔紅細(xì)胞)作為激活的表面保護(hù)C3b,Bb復(fù)合物免受H因子的降解作用.