Cascada Del Complemento Inmunologico

13 Sistema del Complemento E.García Olivares, A.Alonso, M.Miró y J.Peña El sistema de complemento esta constituido por moléculas implicadas principalmente en la defensa frente a infecciones y células tumorales. Parte de los factores del complemento potencian la inflamación y la fagocitosis y actúan produciendo la lisis de células y microorganismos. El complemento es especialmente importante frente a gérmenes gram negativos que pueden ser directamente lisados por anticuerpos y complemento. La mayor parte de los factores del complemento son proteínas plasmáticas y una pequeña proporción de ellos son proteínas de membrana (Tabla 13.1). Muchos de los componentes del complemento (C2, C3, C4, C6, C7, C8, Factor B y Factor I) son polimórficos, es decir que existen diferentes formas alélicas que se expresan con distintas frecuencias en poblaciones o razas. TABLA 13.1 Principales factores del sistema del complemento Factor

Cadenas

C1q Clr Cls C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 B D P MBP C4BP FH

18(6A,6B,6C) 1 1 1 2(a,b) 3(a,b,g) 2( a,b ) 1 1 3(a,b,g) 1 1 1 4 18 1 2(a,b)

Algunas Características E E E M M M

E E Colectina E

E: Moléculas con actividad serina esterasa; M: Moléculas con capacidad de unirse a la membrana celular

El hepatocito es el principal productor de factores del complemento. No obstante, por ejemplo los componentes de C1 son sintetizados por las células epiteliales del intestino y del sistema genito-urinario y los adipocitos sintetizan factor D. Se ha observado que los macrófagos activados producen algunos factores del complemento; sin embargo, esto solo tiene importancia, en el foco inflamatorio. Las citocinas inflamatorias (IL1, IL6 y TNF) e IFNgamma incrementan la síntesis de algunos factores del complemento en el hígado. ACTIVACION DEL COMPLEMENTO En la activación del complemento se pone en marcha una serie de reacciones consecutivas en cascada, de tal forma que a partir de cada una de ellas se genera un producto activo que además de determinar que la reacción consecutiva prosiga, puede tener diferentes

acciones biológicas importantes en la defensa del organismo. Se puede ver este conjunto de reacciones en cascada en la figura 13.1. Fig.:13.1

Algunos de los factores del complemento son enzimas con carácter proteolítico, de tal forma que durante el proceso de activación, algunas moléculas son rotas en fragmentos a los que para identificarlos se les añade letras minúsculas (Ej. C3a, C3b). Estos fragmentos poseen importanes funciones biológicas y son mediadores de la inflamación. La activación del complemento puede iniciarse por dos vías: la vía clásica y la vía alternativa. La vía clásica se activa por la unión antígeno-anticuerpo, mientras que la vía alternativa se activa por productos bacterianos. En ambas vías el factor C5 se transforma en C5b lo que permite, en uno y otro caso, poder entrar en la vía terminal o lítica que conduce a la lisis celular o bacteriana (Figura 13.1)

FIG: 13.2

Una vez producida la activación del complemento, toda la serie de reacciones subsiguientes se llevan a cabo por un proceso multiplicador, de tal forma que, aunque la activación comienza por un número limitado de moléculas, son muchos los factores con actividad biológica que aparecen en el curso de las reacciones. La acción de las moléculas puede ser local, en el sitio de su producción, pero también puede ejercerse a distancia por dispersión a otras zonas. Un esquema general de las reacciones del complemento en su conjunto es complejo (Figura 13.2). VIA ALTERNATIVA Esta vía es más antigua –desde el punto de vista evolutivo- que la clásica, diferenciándose además de ésta en que la vía alternativa no necesita anticuerpos para activarse, por lo que es un mecanismo de defensa importante en los estadios iniciales de la infección cuando todavía no se han sintetizado cantidades importantes de anticuerpos. Funciona de forma continua a un bajo nivel y solo en presencia de determinados factores se amplifica. Por ello, podemos distinguir dos situaciones para la vía alternativa: en estado de reposo y en estado de activación. La vía alternativa en estado de reposo En condiciones normales, en el plasma, el factor C3 se escinde continuamente y de forma lenta, en un proceso que se denomina marcapasos de C3, dando lugar a C3b y quedando así su enlace tioéster interno expuesto. Si no se une a la superficie de algún microorganismo C3b permanece en fase fluida y se combina con una molécula de agua, quedando así su enlace tioéster hidrolizado y el C3b inactivo (Figura 13.3) El factor B es equivalente al factor C2 de la vía clásica.

Fig.:13.3

El factor D circula en la sangre de forma activada aunque no es perjudicial para el organismo, debido a su baja concentración. Este factor tiene actividad esterasa de tipo serina y uniéndose al complejo C3bB rompe a B en una pequeña fracción, Ba, que se libera y en una de mayor peso molecular, Bb, que se mantiene unida al complejo (C3bBb). Este complejo, que permanece en la fase fluida, tiene actividad convertasa de C3 de la vía alternativa, es decir que puede degradar a C3 en dos fracciones: C3a y C3b, radicando la actividad proteolítica del complejo en la molécula Bb. El factor C3b puede unirse covalentemente mediante enlace éster o amida a las membranas celulares (Figura 13.4), incluso a las propias, captando más factor B y amplificando el proceso, lo que permitiría la entrada en la vía lítica. No obstante, en condiciones normales o de reposo, esto no ocurre ya que C3b tiene una vida media muy corta. Por otra parte, los sistemas de regulación que se comentarán más abajo mantienen en un bajo nivel el funcionamiento de este circuito. Fig13.4

Amplificación de la vía alternativa Cuando C3b se une a las membranas de bacterias, hongos y parásitos, los mecanismos de regulación que bloquean la amplificación en el estado de reposo no funcionan. El factor C3b sobre estas membranas capta factor B formando el complejo C3bB sobre el que actúa el factor D liberando Ba y quedando el complejo C3bBb que tiene actividad convertasa de C3, siendo Bb la molécula responsable de la actividad proteolítica. Esa convertasa libera más factor C3b que al formar C3bBb3b retroalimenta el circuito y consigue su amplificación (Figura 13.2). El complejo C3bBb3b además puede actuar sobre C5 (C3bBb3b es la convertasa de C5 de la vía alternativa) e iniciar la vía lítica que lleva a la lisis de los gérmenes. C3b puede unirse a receptores en la membrana de los fagocitos lo que favorece la fagocitosis. Por otra parte el fragmento C3a, por su actividad de anafilotoxina, activa mastocitos y basófilos, induciendo la liberación de mediadores químicos por parte de estas células, lo que potencia la inflamación. La properdina (P) es una proteína constituida por 4 subunidades aparentemente idénticas asociadas entre sí de manera no covalente. Este factor se une al complejo C3bBb, que es lábil, dando lugar a C3bBbP que es más estable lo que contribuye a la amplificación. También puede amplificar la vía alternativa el factor C3b generado en la vía clásica, suponiendo este fenómeno un mecanismo de conexión entre ambas vías El veneno de cobra contiene un factor (CVF, cobra venenom factor) que actúa de forma semejante a C3b formando un complejo muy estable CVFBb que puede liberar grandes cantidades de C3b y producir, por agotamiento, una deplección de C3 del plasma. VIA CLASICA Se inicia tras la unión Ag-Ac y siempre que el anticuerpo que participe en ello sea del tipo IgM o IgG de las clases IgG1, IgG2 o IgG3. Los anticuerpos solubles o libres no activan el complemento, solo se activa este sistema cuando se forman complejos antígeno-anticuerpo (Ag-Ac). En el caso de la IgG, que es una Ig monomérica, se necesitan al menos dos complejos Ag-Ac cercanos para que las fracciones Fc de la IgG unan y activen el factor C1. En el caso de la IgM, al ser una molécula pentamérica, solo es necesario un complejo Ag-Ac. La unión de la Ig al antígeno, induce un cambio conformacional en los dominios de la región Fc que permite la unión del factor C1. Factor C1 El factor C1 está compuesto por tres subunidades proteicas (q, r y s), que en el momento de la activación del complemento se unen entre sí por enlaces dependientes del Ca++ formando un complejo constituido con una unidad de C1q, 2 de C1r y 2 de C1s (C1qr2s2). La molécula C1q es una proteína con dos partes bien diferenciadas, globular y fibrilar (Figura 13.5). Parece ser que en las porciones globulares se encuentran los sitios de combinación con el anticuerpo con los que se une solo cuando éste está unido al Ag. Las porciones fibrilares poseen una estructura química que guarda similitud con el colágeno, con gran cantidad de aminoácidos hidroxilados que unen disacáridos de glucosa y galactosa. El complejo molecular C1q está integrado por 18 cadenas polipeptídicas organizadas en seis subunidades idénticas.

Fig.:13.5

Activación de C1 La subunidad C1q se fija al anticuerpo en los sitios de unión que son el dominio CH2 de la IgG y el CH3 y/o CH4 de la IgM). Este fenómeno es el primero que ocurre en la activación mediada por anticuerpos de la vía clásica del complemento y es el que pone en marcha la cascada de reacciones subsiguientes. El fragmento C1q va a activar a las dos subunidades C1r, que actuará sobre las dos C1s que, entonces, adquieren actividad de esterasa de tipo serina, responsable de iniciar las fases siguientes.

Para que se produzca la activación de C1q, éste debe estar unido por su región globular al menos a dos dominios de distinta fracción Fc (Figura 13.6). Esto implica que los anticuerpos, para activar al complemento, han de encontrarse con la disposición espacial apropiada que permita a C1q acoplarse a varios de ellos al mismo tiempo (complejos Ag-Ac dispersos sobre una superficie celular pueden no llegar a activar el complemento). C1q, por otra parte, solo se une a inmunoglobulinas cuando éstas, a su vez, se encuentran unidas a sus antígenos y éstos están integrados en una misma superficie (membrana celular). Este concepto es importante para comprender por qué complejos antígeno-anticuerpo solubles no conectados con membranas, pueden convivir en el suero con los factores del complemento sin llegar a activarlos y que, por el contrario, si se activan cuando tales complejos quedan atrapados sobre algún tejido, originando, en este caso, un proceso inflamatorio localizado. La activación de C1q provoca que una molécula de C1r del complejo C1qr2s2 pierda por autocatálisis un trozo de bajo peso molecular, quedando activada. Esta molécula, a su vez, activa a la otra molécula de C1r. Las dos moléculas de C1r atacan a las dos moléculas de C1s liberando sendos trozos de bajo peso molecular y dejando expuestos sus dominios catalíticos. La MBP (mannose-binding protein) es una molécula del grupo de las colectinas (proteínas con colas de colágeno y dominios globulares de tipo lectina). Esta proteína reconoce carbohidratos en distintos gérmenes, lo que le permite unirse a ellos y tiene la capacidad de sustituir a C1q en la activación de C1r y C1s, pudiendo iniciar de esta forma la vía clásica. A su vez, la MASP (MBP associated binding protease) es una proteasa de tipo serina que puede sustituir a C1r y C1s en la activación de la vía clásica. Estos resultados han determinado que algunos autores hablen de una tercera vía de activación del complemento: La Vía de la Lectina.

Fig.:13.6

Activación de C4 y C2 C1s del complejo C1q2r2s va a actuar sobre la cadena a de C4 produciendo su escisión en dos moléculas, una pequeña, C4a, que difunde a la fase fluida y otra mayor, C4b, que se une por enlace covalente de tipo éster o amida (equivalente al del C3b) a la superficie celular. Esta fracción C4b unida a la membrana, en presencia de iones Mg++, forma un complejo con la fracción C2. C1s también actúa sobre C2, provocando la escisión de esta molécula en dos fragmentos, uno menor C2b y otro mayor C2a. Este último se une al C4b para formar el complejo C4b2a (convertasa C3 de la vía clásica), que tiene actividad esterásica (Fig.13.7) Fig.:13.7

Convertasa de C5 de la vía clásica El complejo C4b2a, cuyo centro activo se encuentra en el componente C2a, actúa sobre la cadena a del factor C3 que se transforma por proteolisis en dos fragmentos activos: la anafilotoxina C3a, que pasa al medio líquido, y el fragmento C3b que se une a la membrana celular mediante un enlace de tipo éster o amida. Al complejo formado por C4b2a3b se le denomina convertasa de C5 de la vía clásica ya que tiene capacidad de actuar sobre este factor, siendo éste el primer paso de la denominada vía lítica. (Fig13.2) TABLA 13.2 Receptores del complemento, sus ligandos y funciones Receptor Nombre CD

Ligandos

CD35

C3b iC3b C4b C5b67

CR2

CD21

C3b iC3b C3d C3dg C5b-9

CR3

CD11b/ CD18

iC3b

CR4

CD11c/ CD18

C3aR

--

C5aR

--

CR1

C1qR

--

Células que lo expresan eritrocitos linfocitos T y B SFM neutrófilos linfocitos B c. dentríticas foliculares c. epiteliales

Funciones Aclaramiento de inmunocomplejos Fagocitosis Quimiotaxis

Citolisis Atrapamiento de complejos en centros germinales

SFM Fagocitosis neutrófilos Anclaje al endotelio y diapedesis NK SFM neutrófilos iC3b Como CR3 plaquetas c. dendríticas mastocitos Degranulación basófilos Aumento de la permeabilidad vascular c. Contracción músculo liso C3a endoteliales c. músculo liso mastocitos basófilos Quimiotáxis C5a Cél. Opsonización endoteliales neutrófilos leucocitos C1q Aclaramiento de inmunocomplejos plaquetas SFM, células del sistema fagocítico mononuclear

El factor C3b unido a la membrana celular también puede ser captado por los fagocitos, que al presentar receptores de membrana para C3b, se facilita de esta forma el proceso de la fagocitosis (opsonización) (Tabla 13.2). La anafilotoxina C3a, por otra parte, potencia la inflamación al inducir la desgranulación de los basófilos y mastocitos y liberar, por tanto, mediadores de la inflamación. El incremento de la permeabilidad capilar facilita el acceso al foco de nuevos factores del complemento y de inmunoglobulinas desde la sangre, así como la llegada de fagocitos que son movilizados por la

actividad quimiotáxica del propio C3a y otros factores quimiotáxicos del foco inflamatorio (Tabla 13.2). VIA LITICA. FORMACION DEL COMPLEJO DE ATAQUE A LA MEMBRANA Las reacciones finales del complemento se encuentran esquematizadas en la Figura 13.8. Las enzimas convertasas de C5 (C4b2a3b y C3bBb3b), formadas ya sea en la vía clásica o en la alternativa, actúan fijando el factor C5 a C3b, que es escindido por los factores con actividad esterasa (C2a o Bb) en 2 fragmentos, la anafilotoxina C5a, que pasa al medio fluido y el fragmento C5b de mayor peso molecular que se une no covalentemente a C3b. La fracción C5b capta C6 y C7 de la fase fluida, formando un complejo estable C5b67 con actividad quimiotáxica y capacidad de fijación a las membranas. Si al complejo C5b67 se une la fracción C8, C5b678 es ya citolítico, pues el factor C8 modifica su configuración espacial ofreciendo zonas hidrofóbicas que determinan su inserción en la membrana. Este grupo de moléculas, adquiere la capacidad de interaccionar con moléculas de C9 formando el complejo C5b6789 (Figura 13.9). Las moléculas de C9 (en número de 1 a 18) sufren cambios en su configuración, desplegándose y presentando más Fig.:13.8

zonas hidrofóbicas que potencian y aceleran la penetración de este complejo de ataque a la membrana (MAC, Membrane Attack Complex), dando origen a la formación de canales hidrofílicos (Figura 13.10), que permiten el libre intercambio de sodio y agua con el exterior de la célula, provocando la consiguiente lisis osmótica de la célula atacada. C9 es estructuralmente homologo a la perforina, proteína liberada por los linfocitos T citotóxicos y las células NK, y que es también responsable de la formación de poros en la membrana de las células diana.

Fig13.9

CODIFICACIÓN GENÉTICAS DE LAS FRACCIONES DEL COMPLEMENTO. Las moléculas C2, C4 y el factor B (Bf) están codificadas por genes ubicados en el cromosoma 6, entre los loci HLA-B y HLA-DR del Complejo Principal de Histocompatibilidad humano (MHC, Major Histocom-patibility Complex). El resto de los componentes del sistema del complemento no están vinculados a HLA. Mientras que el factor B y C2 están codificados por un solo locus, existen dos loci que codifican C4, C4a y C4b. Otros genes que codifican componentes del sistema complemento también se encuentran agrupados. Así en el brazo corto del cromosoma 1 del hombre se localizan los genes que codifican las cadenas alfa y beta de C8 y las cadenas alfa y beta de C1q. Los genes C6 y C7, que se han originado por duplicación, se detectan en el cromosoma 5. En el brazo largo del cromosoma 1 se encuentra la región RCA (regulators of complement activation) que contiene genes ligados que codifican distintas proteínas reguladoras: CR1, CR2, DAF, H, C4BP y MCP. Fig.:13.10

RECEPTORES PARA FACTORES DEL COMPLEMENTO Muchas de las funciones del complemento se llevan a cabo tras la unión de fragmentos de algunos factores del complemento a receptores específicos presentes en la superficie de varios tipos de células (Tabla 13.2). Los mejor conocidos son los que tienen como ligando a fragmentos de C3. CR1 (Receptor de complemento tipo 1, CD35). Sus ligandos son los fragmentos C3beta, iC3beta y C4beta. Se encuentra sobre todo en las células del sistema fagocítico mononuclear, en los neutrófilos, en los linfocitos T y B y en los eritrocitos. En las células fagocitarias facilita la fagocitosis de partículas opsonizadas por sus ligandos. En los eritrocitos facilita su unión a inmunocomplejos opsonizados por C3beta y C4beta. Estos inmunocomplejos son retirados de la superficie de los hematíes en el hígado y bazo por los fagocitos. De esta forma los hematíes quedan con sus receptores libre para continuar el aclaramiento de inmunocomplejos de la circulación (ver mas adelante). CR2 (Receptor de complemento tipo 2, CD21). Sus ligandos son C3b, la forma inactiva de éste, iC3b y sus fragmentos de degradación C3delta y C3deltagamma. Este receptor se encuentra en los linfocitos B, en las células dendríticas foliculares y en algunas células epiteliales. El CR2 se encuentra en las células B formando un complejo trimolecular junto con otras dos proteínas, CD19 y CD81. Este complejo es el llamado correceptor del linfocito B y envía señales al interior de la célula B que facilitan su respuesta una vez unida al antígeno por su receptor (inmunoglobulina + moléculas Ig-alfa e Ig-beta). En las células dendríticas foliculares CR2 sirve para atrapar en los centros germinales complejos Ag-Ac opsonizados por iC3beta o C3deltagamma. El CR2 es el receptor usado por el virus de Epstein-Barr para invadir a las células B. Este virus es el causante de la enfermedad mononucleosis infecciosa y está relacionado con tumores como el linfoma de Burkitt y el carcinoma nasofaríngeo. CR3 (Receptor de complemento tipo 3, Mac-1, CD11bCD18). Se encuentra en fagocitos mononucleares, neutrófilos, células cebadas y NK. La cadena beta de CR3 (CD18) se encuentra en otras dos moléculas (LFA-1 y p150, 95). CR3, LFA-1 y p150, 95 pertenecen a la familia de las integrinas. El ligando de CR3 es iC3b por lo que participa en la fagocitosis de partículas opsonizadas por este factor. Pero en los fagocitos y neutrófilos se une también a ICAM-1. Esta molécula se encuentra en los endotelios por lo que facilita el anclaje de fagocitos a las células endoteliales para posteriormente abandonar los vasos por diapédesis. CR4 (CD11cCD18, p150, 95). Su ligando es también iC3b y probablemente la función de CR4 es similar a la de CR3. CR4 es abundantemente expresado por las células dendríticas por lo que se usa como marcador para identificarlas. FUNCIONES DEL COMPLEMENTO Las funciones del complemento son muy diversas, de ahí la gran potencialidad defensiva del mismo.

Estas funciones se llevan a cabo por diferentes fracciones del complemento activas. La tabla 13.2 muestra la acción fisiológica de éstas. Los factores activos frecuentemente desarrollan su función conectando con distintos receptores de membrana. La Tabla 13.2 expone los receptores de membrana para las distintas fracciones del complemento. Comentamos, a continuación, las funciones biológicas fundamentales. Las acciones anafilotóxicas, quimiotáxicas y opsonizantes del complemento lo convierten en un factor fundamental en la potenciación de la inflamación, fenómeno básico en la defensa frente a la infección Acción citolítica Una vez puesta en marcha la cascada del complemento, si se forma el complejo final C5b67, y sobre él se acopla la fracción C8 y moléculas de C9, se produce la lisis de las células sobre cuyas membranas se ha adosado dicho complejo. La lisis se produce por la formación de múltiples poros formados por el complejo C5b6789 (Figura 13.10). Como se ha explicado anteriormente, a este efecto se puede alcanzar por la unión del Ag-Ac (vía clásica) o por la activación gérmenes (vía alternativa). Por uno u otro mecanismo se produce la lisis de gran número de bacterias, tales como bacteridium, salmonella, shigella, escherichia, vibrio, treponema y otras células. Todas estas acciones se agrupan bajo la denominación conocida de citotoxicidad dependiente del complemento. Acción anafilotóxica Las fracciones C3a y C5a, conectando con receptores de membrana (C3aR, C5aR, Tabla 13.2), ejercen una acción anafilotóxica, esto es, poseen una potente acción activadora sobre los mastocitos y basófilos que en consecuencia, liberan mediadores de la inflamación. Las sustancias vasoactivas liberadas incrementan la permeabilidad capilar, lo que facilita la afluencia de leucocitos y moléculas al foco inflamatorio.

Acción quimiotáxica La fracción C5a posee una potente actividad quimiotáxica, que determina la atracción de leucocitos al foco inflamatorio. Acción facilitadora de la fagocitosis (opsonización) Los macrófagos y polimorfonucleares neutrófilos presentan en sus membranas receptores (CR1, CR3 y probablemente CR4, Tabla 13.2) capaces de unir la molécula C3b y sus derivados resultantes de la activación del complemento. De esta forma, si el C3b está fijado sobre la superficie de un germen, los fagocitos pueden conectar con éste mediante los receptores para C3b, facilitándose así, el fenómeno de la fagocitosis. Esta actividad facilitadora de la fagocitosis se denomina opsonización. La fagocitosis de microorganismos dependiente de C3b e iC3b es probablemente el mayor mecanismo de defensa frente a las infecciones bacterianas (Figura 13.11).

Fig.:13.11

Otra función de especial importancia ligada a la capacidad inductora de la fagocitosis de ciertos factores del complemento es la de aclaramiento de inmunocomplejos. Aclaramiento de inmunocomplejos En condiciones normales, se pueden detectar inmunocomplejos solubles circulando en sangre. Estos inmunocomplejos son potencialmente peligrosos, pues de precipitar en algún tejido activarían el complemento e iniciarían un foco inflamatorio. No obstante, existe un mecanismo fisiológico de aclaramiento de inmunocomplejos. Los eritrocitos, las células más abundantes de la sangre, presentan CR1 en su membrana y mediante este receptor captan inmunocomplejos circulantes a través del factor C3b. Cuando los hematíes atraviesan el hígado o el bazo, los macrófagos de estos órganos, mediante sus receptores CR1, CR3 o CR4, unen los inmunocomplejos a través de C3b (o mediante receptores para Fc a través de IgG) y los fagocitan. Los eritrocitos quedan libres para captar nuevos inmunocomplejos (Figura 13.12). Fig.:13.12

Acción reguladora de la respuesta inmune El factor C3b tiene importantes funciones reguladoras de la respuesta inmune. Así, el C3b o sus derivados (C3d), unido a membranas facilita la cooperación entre las células inmunes y actúa en la estimulación de las células T y B probablemente debido a su capacidad de promover la adhesión célula-célula. Las células presentadoras del antígeno tienen receptores para el complemento, lo que permite su conexión con el antígeno para su posterior presentación.

MECANISMOS DE REGULACION DEL COMPLEMENTO Dado el potencial lesivo del sistema del complemento, éste se encuentra estrechamente regulado por diversos mecanismos y moléculas (Tabla 13.3), cuyo objeto es evitar la lisis de las células autólogas. El mecanismo más simple de regulación es la baja concentración y labilidad de muchos de sus factores. No obstante los factores que actúan en la regulación del complemento ejercen su acción en distintos puntos tanto en la vía clásica como en la alternativa o lítica, centrándose fundamentalmente en la activación de C3.

TABLA 13.3 Moléculas reguladoras del sistema del complemento Factor

Ligando

C1inh C4BP FH FI C3aI CR1 (CD35) DAF MCP (CD46) Proteína S SP-40,40 CD59 HRF

C1r,C1s C4b C3b C3b,C4b C3b,C4b,C5b C3b,C4b,iC3b C4b,C3b C4b,C3b C5b67 C5b-9 C5b-8,C9 C5b-8,C9

Efecto

Inhibición de la C1 estearasa Disociación del complejo C4b2a Facilita la degradación de C3b por FI Degradación de C3b, C4b Proteolisis de residuos terminales arginina Facilita la disociación de las C3 convertasas y fagocitosis Facilita la disociacón de C4b y 2a. Facilita la degradación de C4b y C3b por FI Impide la unión de C5b67 a la membrana celular Modula la formación de MAC Inhibe la inserción de C5b-8 y la polimerización de C9. Inhibe la inserción de C5b-8 y la polimerización de C9. C3bI: Inactivador del C3b.HRF: factor de restricción homóloga. DAF: factor acelerador acelerador de la degradación.

Inhibición de C1 El inhibidor de la C1 esterasa (C1inh) inhibe la formación de C3b convertasa de la vía clásica por su capacidad de unión a los fragmentos C1r y C1s. En los casos de deficiencia en C1inh (edema angioneurótico hereditario), el C1 activado degrada elevadas cantidades de C2 produciendo un acumulo de C2b. Este factor es degradado anormalmente por plasmina lo que da lugar a C2-Kinina que es un potente vasodilatador y aumenta la permeabilidad vascular produciendo los edemas característicos del cuadro. Inhibición de C4 • • •

El factor C4BP (C4-binding protein) tiene la capacidad de captar C4b facilitando su disociación del complejo C4b2a e inhibiendo, por tanto, la actividad de convertasa de C3. El factor I (FI) es una esterasa de tipo serina que circula en forma activada. El C4b disociado es susceptible de ser atacado por el factor I y ser degradado en C4c y C4d. Los receptores de membrana DAF (factor acelerador de la degradación) y la MPC (cofactor proteínico de membrana) se encuentran ampliamente distribuidos en células inmunes y no inmunes. Tienen la capacidad de inhibir la unión, facilitar la disociación de C4b y C2a (DAF) o favorecer que el factor C4b pueda ser degradado por el FI (MCP). Estos receptores son de gran importancia en los mecanismos de prevención de lisis de las células autólogas.

Inhibición de C3 La regulación de C3, al ser éste el factor central en la activación del complemento, es probablemente el mecanismo de regulación más importante. El factor H (FH) es una proteína plasmática homóloga a la C4BP que tiene la capacidad de unir C3b en la fase fluida. El Factor I ataca entonces C3b liberando una pequeña fracción C3f y convirtiéndolo en iC3b. Por otra parte FH también promueve la disociación del complejo C3bBb. Un defecto en este tipo de regulación acontece en un tipo de glomerulonefritis (membranosa tipo II), en la que aparecen autoanticuerpos (factores nefríticos) que se une al complejo C3bBb, estabilizándolo y haciéndolo resistente a la acción de FH. Los receptores de membrana CR1, DAF y MCP actúan sobre el C3b de forma semejante a su actuación sobre C4b: inhiben la unión o facilitan la disociación C3bBb (CR1, DAF) o actúan como cofactores del factor I en la degradación de C3b unido a la membrana (CR1, MCP). En este caso C3b también se degrada a iC3b, sobre el que el factor I puede seguir ejerciendo su actividad catalítica originando las fracciones C3c y C3dg. Todos estos mecanismos inhiben la capacidad de C3b de formar convertasa de C5, así como de que C3b medie la adherencia celular. Sin embargo iC3b sí mantiene la capacidad de adherencia a células fagocíticas por los receptores de estas células para iC3b (CR1, CR3 y CR4) (Tabla 13.2). Inhibición del MAC • • • •

La proteína S (vitronectina) es una glucoproteína plasmática con capacidad para unirse al complejo C5b67 impidiendo que éste se una a la membrana celular. CD59 es una proteína ampliamente distribuida en las membranas celulares que inhibe la inserción de C9 en el complejo C5b-8. El factor de restricción homóloga (Homologous Restriction Factor, HRF) también está ampliamente distribuido en la membrana de las distintas células y presenta una función equivalente al CD59. La capacidad de MAC de lisar las células puede ser modulada también por una proteína circulante llamada SP-40,40, esta es un heterodímero que ha sido aislado de complejos solubles C5-9. Podría ser un componente normal de MAC cuyo efecto principal sería controlar la capacidad de MAC de lisar las células. El mecanismo de acción de SP-40,40 es desconocido.

Protección de lo propio, lisis de lo extraño De los factores reguladores estudiados DAF, HRF y CD59, se piensa que actúan exclusivamente en la inhibición de la lisis de las células del propio organismo donde asienta. Estas proteínas de membrana se detectan fundamentalmente en eritrocitos y células endoteliales que son las células que se encuentran en mayor peligro de autolisis por el complemento. En la enfermedad hemoglobinuria paroxistica nocturna hay un defecto congénito de DAF, HRF y CD59 produciéndose una anemia debido a la lisis de los hematíes, lo cual ocurre frecuentemente durante la noche. Lógicamente los gérmenes no presentan en sus membranas moléculas reguladoras de la autolisis por lo que no pueden protegerse de los efectos líticos del complemento. Esto determina, por tanto, un mecanismo rudimentario de discriminación entre lo propio y lo no propio. No obstante, algunos gérmenes han desarrollado mecanismos que le permiten evadirse de la actuación del complemento. En algunos gérmenes la simple presencia de una cápsula puede ser un mecanismo de resistencia. Otros gérmenes presentan proteínas de

membrana que impiden el desarrollo del MAC o enzimas que degradan los factores del complemento o liberan factores proteicos que inactivan las convertasas de C3, etc.

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