補体系：古典的および代替経路、機能、疾患 - 生物学 - 2025

補体系は、病原性微生物の破壊的効果を高める熱に弱い以上30の血漿タンパク質、で構成されたグループです。

病原体の破壊における抗体の作用を補完することが示されているため、「補体」と呼ばれています。しかしながら、それはまた、抗体の不在下でその機能を果たすことができる。したがって、それは自然免疫システムのコンポーネントの一部と見なすことができます。

補体カスケード活性化経路の要約。Perhelion、ウィキメディア・コモンズより。

その作用は、それを構成するタンパク質の連続的な活性化（「カスケード」）に依存します。これは、膜に孔が形成されることによる病原体の破裂、食細胞による破壊のための標識（オプソニン化）およびウイルス中和。

免疫システム：適応免疫と自然免疫

免疫システムは、病気を引き起こす可能性のある微生物の攻撃から身を守るための体の防御システムです。

それは、病原体の到着を警戒し続ける一連の細胞、器官、およびサイトカインタンパク質で構成されています。彼らがそれらを検出すると、彼らは彼らの排除を保証するために彼らに対して攻撃を実行します。彼の方法論は、攻撃や緊急事態が発生したときにいつでも防衛に来る兵舎の兵士がやるのと同じです。

他の防御システムと同様に、彼らが実行する攻撃には、そのコンポーネントの戦術、能力、スキル、および協力が必要です。これらすべては、免疫反応と総称される一連の戦略的ステップに組み込まれています。

免疫応答は、2つの大きな時間で分離されたフェーズで発生します：自然免疫応答と適応免疫応答。

自然免疫応答

自然免疫応答は、外来生物の到着によって引き起こされる感染症に対する防御の最前線です。

このタイプの初期応答は、一方では、病原体の侵入を防ぐバリアとして機能する封じ込めライン（皮膚および粘膜）の作用を意味します。他方では、病原体の侵入前に皮膚の最も内側の層に警戒を保つ細胞の作用。これらの微生物は、それらに存在する穴や切り傷など、最初のバリアの障害の結果として「侵入」する可能性があります。

このレベルで作用する細胞は食細胞として知られており、これは侵入する微生物を認識し、それらを貪食（貪食）し、最終的にそれらを細胞質で破壊します。

これとは別に、これらのセルは、最初の応答ラインを克服するために管理する病原体を効率的に排除するために、2番目の応答ブランチに参加するセルに信号を送信する役割を果たします。

最後に、このタイプの応答に関与する細胞および非細胞成分は、生物の誕生から存在します。すなわち、それらは抗原（外来病原体または毒性物質）の存在に依存しません。

適応免疫反応

自然免疫のエフェクター機構が誘発された後に発生するこのタイプの応答は、リンパ球として知られている他の細胞によって実行されます。

リンパ球は自然免疫の防御メカニズムを強化すると同時に、戻ってきた場合に備えて、侵入した生物をシステムに記憶させます。

つまり、外来生物による2回目の侵入があった場合、後者はそれをすばやく認識し、迅速な排除を容易にします。これらの反応は通常、特徴的な免疫記憶のために前者よりも速くなります。

最後に、適応免疫が生物の一生を通じて発達することは言及されるべきです。別の感染因子に直面しているため。つまり、取得されます。

これらの細胞が生物を2回目に検出すると、細胞攻撃線と体液性線が引き金を引かれます。2つ目は、毒素を中和し、病原体を除去するためにマークを付ける抗体、タンパク質の放出です。

抗体は、補体系を構成する一群のタンパク質を活性化します。後者は、細菌やすでに感染した細胞をすばやく破壊するのに役立ちます。

補体系

補体系は、病原性生物の存在によって活性化される一連の血漿タンパク質です。

この活性化は多くの場合抗体（適応応答の成分）に依存しますが、それらが存在しない場合にも活性化できます。このため、自然応答の重要なコンポーネントと見なされます。

このシステムを構成する30を超えるタンパク質があり、それらは相互に作用して、病原体の排除における抗体と食細胞の作用を補完します。

これらのタンパク質は、補体の文字「C」で識別されており、9つのタンパク質（C1からC9）を組み合わせることによって形成されます。それらはすべてプロテアーゼであり、体全体に注意深く循環し、不活性です。

外来微生物の存在が検出されると、それらは他のプロテアーゼの作用によって活性化され、その結果、それらは生物を防御する攻撃を続ける。

現在、この活性化は、3つの異なる経路（クラシック経路、代替経路、レクチン経路）を介して実行できます。これらは活性化の発生方法が異なりますが、病原体の膜（MAC）に対する攻撃複合体の形成においてすべて一致します。

この複合体は、病原体の膜の外面にある多くのタンパク質が会合することによって形成され、最終的には孔や穴が形成されます。

補体系の活性化はどのように起こりますか？

活性化は、感染が発生した部位で発生し、侵入微生物の存在によって引き起こされます。

その間、最初はすべて不活性だった補体タンパク質が連鎖反応で活性化されます。つまり、1つがアクティブ化されると、後者が次をアクティブ化し、以下同様に続きます。

活性プロテアーゼは、前駆体タンパク質またはチモーゲン（不活性型）の切断によって生成されます。後者はそれをアクティブにすることで次のものを2つにカットします。

したがって、カスケードの最初の小さなグループのタンパク質の活性化は、連続するチモーゲンの活性化を大幅に増加させます（増幅）。

この増幅により、病原体の膜攻撃複合体が迅速に形成されます。これは毛穴の開口を促進し、感染を引き起こす可能性のある寄生虫、細菌、その他の生物を最終的に破壊します。

補体は3つの独立した方法でアクティブ化できます

補体活性化の最終的な目標は常に病原体膜攻撃複合体の形成ですが、これを達成するには3つの方法があります。それらのそれぞれの始まりは、異なる分子の作用に依存します。

ただし、それらはすべて、C3タンパク質をC3aとC3bに切断するタンパク質であるC3コンバターゼの活性化に収束します。後者は病原体の膜に結合し、C5をC5aとC5bに破壊します。C5bはまた膜に結合し、ポア（C6、C7、C8およびC9）を生じさせるために組み立てられる残りのタンパク質を動員します。

古典的な方法

説明する最初の方法として、この名前を受け取ります。それは、以前に病原体の表面に結合した抗体複合体によって活性化されるため、自然応答と適応応答のメカニズム間の接続点を構成します。

これは、侵入する微生物の膜へのC1q（補体カスケードの最初のタンパク質）の結合から始まります。この結合は、次の3つの方法で実行できます。

-グラム陽性菌に存在するリポテイコ酸など、細菌の表面にあるタンパク質および非タンパク質成分を直接使用します。

-C反応性タンパク質、細菌表面の多糖類に存在するホスホコリン残基に結合する血漿タンパク質。

-免疫複合体に対して、以前に病原体に結合したIgGまたはIgMアイソタイプの2つ以上の抗体で構成されます。

レクチン経路

この経路による活性化は、レクチンと呼ばれるタンパク質による病原体の表面に露出した特定の炭水化物の認識に依存します。

レクチンは炭水化物とのみ相互作用するタンパク質です。これらの例としては、ウイルスや細菌の表面に存在する糖マンノースを含む多糖類に特異的に結合するMLBタンパク質、および細菌壁に存在するN-アセチルグルコサミン残基のみを認識するMLBタンパク質があります。

代替ルート

この経路は、病原体の表面ですでにアクティブなC3タンパク質（C3bを生成する）の結合によって直接アクティブ化されます。

感染がない場合、C3bは非常に低い値でこのルートを介して発生することを知ることが重要です。これらの限られた量のC3bは、H因子として知られているタンパク質の作用によって不活性に保たれます。

感染があり、C3が病原体に結合する場合にのみ、H因子の調節効果が回避され、これがB因子として知られる2番目の因子に結合します。後者はD因子の作用により切断され、生成物はC3に結合しますC3転換酵素を形成する膜にすでに存在しています。

ここから、3つの経路に共通するアクティブ化手順に従います。

特徴

それは急速にそれらの膜を破壊する孔の形成を通して病原性細胞の急速な破壊を可能にします。

活性化された補体タンパク質を結合することにより、破壊のために食細胞によって認識および摂取される病原体をマークします。このプロセスはオプソニン化と呼ばれます。

チモーゲンの分解から生成される小さな断片は、より多くの食細胞を感染部位に動員する化学誘引物質として機能します。

侵入したウイルスを中和することができます。つまり、それらは不活性化され、後で貪食されて除去されます。

関連する病気

補体系の欠乏によって引き起こされる疾患である関節リウマチを伴う足のX線。Wikimedia CommonsのLariobによる。

補体タンパク質の合成の欠如、およびこれらのタンパク質の無秩序な活性化を引き起こす要因は、多くの疾患を引き起こす可能性があります。

欠陥は一般に、誤った活性化イベントにつながる遺伝的エラーによって引き起こされます。これは、感染症、リウマチ性疾患および血管性浮腫（皮膚および粘膜の浮腫）に対する感受性の増加の失敗をもたらします。

H因子の欠如などの調節の欠如は、過剰な活性化を引き起こす可能性があります。これは、自分の細胞の溶解によって生成される制御できない炎症で終わります。

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