Sistemul complement este un sistem enzimatic multifuncțional alcătuit din proteine și glicoproteine plasmatice (aproximativ 20- 30 de componente) și are un rol esențial în apărarea organismului. Setul de proteine care îl alcătuiește reprezintă 10 % din proteinele serului normal uman, fiind reprezentate în majoritate de enzime numite proteaze. Concentrația plasmatică a proteinelor complementului nu se modifică după imunizare, ele neaparținând clasei imunoglobulinelor.

Complementul joacă un rol auxiliar în cadrul răspunului iimun umoral îndeplinind două funcții și anume:
- Ajută la finalizarea acțiunii anticorpului asupra antigenului
- Are capacitatea de a recunoaște imunologic nespecific structurile non-self.
Aceste două funcții se exercită fie separat, fie integrate în răspunsul imun umoral.

Nu se cunosc toate proteinele care alcătuiesc sistemul complement. Până acum s-au detectat 11 proteine ale căii clasice, 3 proteine ale căii alternative și 6 proteine cu rol reglator (inhibitor). Componentele proteice ale complementului sunt prezente printre proteinele plasmatice sangvine în circulația sistemică, dar pot extravaza și în afara capliarelor ajungând în spațiile interstițiale.

Proteinele căii clasice sunt notate cu cifre arabe precedat de litera C de la complement și astfel secvența căii clasice este alcătuită din 9 proteine, de la C1 la C9, majoritatea fiind beta-globuline. Sunt alcătuite din 1 sau 2 catene peptidice legate prin punți disulfurice, exceptând C4 care este alcătuită din 3 catene proteice și C1q care este o proteină cu structură particulară.

Calea alternativă are componentele notate cu litere mari: B, P și D.

Calea clasică și calea alternativă reprezintă cele două cascade enzimatice prin care se activează sistemul complement. Intersectarea lor se face într-un singur punct, reprezentat de fracțiunea C3, acest component proteic fiind elementul cheie al activării sistemului complement.

Proteinele C1-. . . – C9 sunt precursorii căii clasice de activare a complementului, dar sunt inactivi. Activarea lor se face prin proteoliză, fragmentele peptidice rezultate din reacția enzimatică având denumirea fragmentului principal care a fost proteolizat, la care se adaugă sufixul a, b, c, etc. (de exemplu fracțiunea C3 este lizată în fracțiunile proteice C3a și C3b). Fragmentele b sunt mai mari și se combină direct cu membrana unei celule, iar fragmentele a sunt mai mici, nu se fixează de celule, fiind responsabile de declanșarea răspunsului inflamator prin eliberarea lor în soluție.

Funcțiile sistemului complement

1. Finalizarea acțiunii anticorpului asupra antigenului

Este o funcție foarte importantă, întrucât anticorpul este capabil doar să recunoască antigenul, fără să aibă un efect decisiv asupra lui. Efectul decisiv constă în distrugerea antigenului recunoscut de către anticorp (valabil în cazul bacteriilor, virusurilor și altor microorganisme complexe care au structură corpusculară) sau în îndepărtarea antigenului în cazul antigenelor care au structură simplă (antigene solubile).

a. Distrugerea antigenelor corpusculare
Bacteriile sunt recunoscute rapid de către diverse categorii de anticorpi. În cazul în care intră în acțiune anticorpii reprezentați de imunolgobulinele G, ei se vor lega de antigen prin porțiunile variabile ale lanțurilor H denumite Fab (antigen-binding fragments) și vor determina opsonizarea antigenului respectiv (bacterie, virus sau parazit). Opsonizarea reprezintă învelirea celulelor non-self cu molecule derivate din proteoliza fracțiunilor proteice ale complementului, fapt care ușurează ingerarea antigenului de către celulele fagocitare.
În opsoinzare sunt implicate complexele imune membranare și complexul de atac al membranelor (MAC- membrane attack complex). MAC este o structură alcătuită din microtubuli care inhibă bacteria și o perforează. Prin perforarea peretelui bacterian, mediul intracelular și cel extracelular al bacteriei vor începe să comunice și va avea loc alterarea severă a gradientelor ionice de o parte și de alta a membranei bacteriene cu intrarea masivă a sodiului urmat de apă la nivel intracelular și extravazarea ionilor de potasiu și clor în afara celulei, astfel se va produce dilatarea și elongarea exagerată a membranei bacteriene, urmată de ruperea acesteia și distrugerea microorganismului respectiv. Procesul se numește liză celulară sau citoliză.

a. Îndepărtarea antigenelor solubile
Antigenele solubile declanșează răspunsul imun umoral local, ceea ce stimulează lansarea în circulație a anticorpilor specifici care difuzează sistemic în tot organismul și ajung în țesutul în care se află antigenele respective. Anticorpii vor recunoaște antigenele și vor rezulta legături antigen- anticorp cu formarea unei rețele de complexe imune solubile în ochiurile căreia se fixează componentele C3b ale sistemului complement. C3b provin din reacțiile enzimatice ale căii alterne a complementului, care este permanent activă. Macrofagele au receptori pentru fracțiunea C3b a complementului și astfel recunosc complexele imune solubile și le endocitează pentru a le distruge complet în compartimentul lizozomal.

2. Recunoașterea imunologică nespecifică a structurilor non-self

Componenta C3b a complementului, odată ce a fost generată nu va rămâne niciodată în fază fluidă, ci se va atașa de membranele celulare. Membrana self este protejată împotriva acțiunii complementului prin urmare C3b nu se va fixa niciodată de ea, fiindcă are receptori membranari care i se opun. Membrana non-self însă nu are receptori anti-complement, fixarea C3b fiind astfel posibilă, astfel va rezulta opsonizarea membranei non-self prin acțiunea C3b cu fagocitarea ulterioară a antigenului. Prin urmare, în acest proces este implicată recunoașterea imunologică de către complement a structurii non-self pentru că C3b se leagă de antigen și recunoașterea nespecifică a structurii non-self pentru că fracțiunea C3b este capabilă să se depoziteze pe orice membrană non-self, indiferent de felul antigenului reprezentat de această membrană.

În cadrul răspunsului imun umoral, complementul are următoarele funcții: favorizează captarea antigenului de către celulele prezentatoare de antigen în timpul etapei de inițiere a răspunsului imun și are acțiune decisivă asupra antigenului în ultima fază a răspunsului imun când se formează anticorpii specifici care aderă la determinanții antigenici conformaționali, rezultând complexe imune membranare care activează fracțiunea C1q cu implicarea căii clasice și distrugerea antigenului de către complexul de atac al membranelor. Complementul nu acționează în faza intermediară a răspunsului imun, fiind activ doar în faza de inițiere și în faza terminală a acestuia.

Particularitățile complementului

Funcționarea complementului se face pe baza a 4 principii de bază:

1. Principiul cascadei care presupune desfășurarea reacțiilor enzimatice într-o succesiune continuă și neîntreruptă (în cascadă).

2. Principiul proteolizei limitate: activarea proteinelor care compun complementul se realizează prin proteoliza fiecăruia dintre ele, reacție din care rezultă două fragmente, a și b care au structuri și funcții total diferite. Unele fragmente mari, din categoria celor de tip b pot deveni enzime active în proteoliză și se vor implica la rândul lor în cascada enzimatică de activare a complementului.

3. Principiul membranei non-self. Reacțiile de activare a complementului nu se desfășoară niciodată pe membranele self, deoarece acestea au receptori de respingere a fracțiunilor proteice ale sistemului complement. Membranele non-self sunt singurele pe care se desfășoară acțiunea complementului, ele numindu-se și membrane acceptoare de complement deoarece nu au receptori de respingere a sistemului complement. Reacțiile se realizează ca urmare a depozitării fragmentelor mari rezultate din proteoliza limitată pe membranele non-self care vor acționa la rândul lor ca enzime și vor realiza proteoliza parțială a altor fracțiuni din complement. De exemplu Cxb este o enzimă care a rezultat din proteoliza limitată a Cx din care au rezultat 2 fragmente: Cxa și Cxb. Cxb va proteoliza la rândul lui o altă proteină a complementului, Cy rezultând alte două fragmente: Cya și Cyb Fragmentul yb va veni în contact cu xb și se va constitui un complex hidroelectrolitic activ notat xbyb.

4. Principiul comutării specifice de substrat guvernează desfășurarea reacțiilor complementului pe suprafața celulelor non-self. De exemplu, ca urmare a contactului enzimei Cxb cu membrana non-self, enzima va suferi modificări conformaționale care se vor solda cu comutarea specifică de substrat, adică va acționa asupra unui alt factor al complementului și va efectua alt proces de proteoliză cu rezultarea altor două fragmente: Cya și Cyb. Cyb va deveni la rândul lui enzimă, se va atașa de membrană și va realiza proteoliza altui fragment, rezultând Cza și Czb. Complexul format va fi xbybzb. O enzimă poate fi comutată specific de substrat o singură dată.

Organizarea sistemului complement

Proteinele care alcătuiesc sistemul complement se activează în două căi sau cascade enzimatice legate între ele și anume calea clasică și calea alternă sau alternativă. Aceste două căi se intersectează într-un punct reprezentat de clivajul enzimatic al factorului C3, C3 fiind elementul cheie al activării complementului.

Calea clasică a complementului este cel mai frecvent inițiată și pornește în urmarea recunoașterii antigenului de către anticorp. Apare enzima numită C3 convertază care va cliva C3 în C3a și C3b. Din punct de vedere filogenetic este cea mai recentă și se desfășoară cu intensitate maximă însă are o funcție episodică, nu acționează tot timpul.

Calea alternativă a complementului este inițiată ca urmare a opsonizării membranei non-self cu ajutorul fragmentelor C3b. C3b activează la rândul lui factorii din secvența terminală a cascadei de reacții având ca rezultat final constituirea pe membrana non-self a unor structuri tubuliforme ce formează complexul de atac al membranelor care va determina liza osmotică a particulei antigenice cu distrugerea antigenului. Este veche din punct de vedere filogenetic și are o activitate permanentă dar de intensitate mică. Activitatea căii clasice a complementului declanșată de prezența membranelor non-self în circulația sistemică poate amplifica foarte mult reacțiile enzimatice ale căii alternative.

Calea clasică a complementului

Este inițiată de complexele antigen-anticorp care conțin fie o moleculă de IgM, fie două molecule de IgG (IgG și IgG3) fixate pe epitopi foarte apropiați. Complementul nu este fixat nici de IgA, nici de IgE. Determinanții antigenici trebuie să aibă o anumită densitate pentru ca apropierea moleculelor IgG să se realizeze pentru că, dacă epitopii sunt prea îndepărtați complementul nu va fi activat, indiferent de câte molecule IgG se află în complexul antigen-anticorp respectiv.
Componentele proteice ale căii clasice a complementului și secvența lor de activare:

Componenta C1

C1 este un complex trimolecular foarte mare, cu o masă moleculară de aproximativ 700 kilodaltoni. Este alcătuit din C1q care este unitatea de recunoaștere, care va detecta prezența complexelor imune membranare sau solubile, C1r și C1s, ambele fiind complexe enzimatice și au denumirea de serinestereaze. C1s este cea mai activă.
C1q depistează prezența complexelor imune. Este alcătuit din 6 subunități identice care se ansamblează două câte două formând trei unități, de asemenea identice care sunt constituite din câte 3 lanțuri polipeptidice A, B și C foarte lungi. În porțiunea liniară a unităților organizarea se face sub formă de triplu helix, apărând ca o structură similară moleculei de colagen, în timp ce în porțiunea terminală organizarea este sub formă de porțiuni globuloase direct responsabile de realizarea legăturilor cu secvențele activatoare de complement ale imunoglobulinelor (anticorpi).
Secvențele activatoare de complement ale IgG se numesc CH2, iar secvențele activatoare de complement ale IgM sunt CH2 și CH3.
C1q se cuplează cu complexele imune membranare, cuplare ce determină apariția unor curenți dinspre capătul carboxi-terminal spre capătul amino-terminal cu expunerea unei secvențe de aminoacizi ce va cupla C1r.
C1r va fixa C1s și rezultă un complex C1qC1rC1s. C1s este componenta cea mai activă care va cliva în două etape succesive fracțiunea C4 a complementului, apoi va cliva fracțiunea C2.
C4 și C2 vor activa calea clasică a complementului.

Componenta C3

Este componenta centrală a activării sistemului complement. Acționează pe ambele căi și se află în concentrația cea mai mare în organism. Are o structură heterodimerică și este o moleculă ușoară, cu greutatea moleculară de 200 de kilodaltoni. Fracțiunea C3 în stare inactivă se numește zimogen și este constituită din două lanțuri, alfa și beta care sunt antiparalele și asociate între ele printr-o punte disulfurică.
Lanțul alfa este foarte mare și prezintă la capătul carbon-terminal un buzunar hidrofob care va îngloba o grupare tiol-esterică.
Lanțul beta prezintă spre capătul amino-terminal o secvență de aminoacizi capabilă să fixeze componenta C5 ac omplementului, componentă care este internalizată și neexpusă atât timp cât fracțiunea C3 este inactivă.
Activarea componentei C3 se poate face atât enzimatic (ceea ce permite funcționarea ambelor căi ale complementului) cât și non-enzimatic (ceea ce permite doar funcțioarea căii alternative a complementului).

Activarea enzimatică a C3

Are loc pe baza acțiunii C3 convertazelor, enzime care sunt generate atât pe calea clasică, cât și pe calea alternativă. C3 convertaza va cliva daor lanțul alfa la capătul azot-terminal, clivare din care rezultă C3a, ce odată activată rămâne în fază fluidă, nu se va fixa pe membrane. C3a are funcție de anafilatoxină. Acolo unde este eliberată declanșează procesul de inflamație ce constă în creșterea vasodilatației la nivel local cu creșterea permeabilității vasculare și efect chemoatractant (atragerea leucocitelor către locul inflamației) cu activarea leucocitelor.
C3b nu va rămâne niciodată în fază fluidă, odată ce a fost generat se va depune pe membranele non-self, care se numesc și membrane acceptoare de complement. Depozitarea C3 pe membrane se realizează prin intermediul grupărilor tiol-esterice astfel: C3 convertaza clivează lanțul alfa rezultând astfel modificări conformaționale ce se propagă în direcție ortodromică, dinspre capătul amino-terminal spre capătul carboxi-terminal al lanțului alfa ce au ca rezultat lărgirea buzunarului cu externalizarea grupării tiol-esterice depozitată în buzunarul respectiv. Gruparea va accepta electronii cedați de grupările nucleofile donatoare de electroni aflate pe membraneel non-self și astfel rezultă legături între gruparea tiol-esterică a lanțului alfa din structura C3b și grupările nucleofile ale membranei non-self. Rezultatul final este atașarea C3b pe suprafața membranei non-self cu realizarea recunoașterii imunologice nespecifice și opsonizarea membranei non-self.
Întreaga structură a C3b suferă modificări conformaționale (nu doar lanțul alfa). Aceste modificări se transmit dinspre lanțul alfa spre lanțul beta și vor avea ca rezultat externalizarea secvențelor de aminoacizi ale lanțului beta. Aceste secvențe pot fixa componenta C5 a complementului

Activarea non-enzimatică a C3

Permite numai funcționarea căii alternative a complementului. Se bazează pe faptul că buzunarul hidrofob al lanțului alfa al C3 are o deschidere relativ largă prin care moleculele de apă pot pătrunde lent, deși buzunarul este hidrofob. Moleculele de apă care pătrund prin deschiderea buzunarului interacționează cu gruparea tiol-esterică depozitată acolo și o clivează. În urma clivării grupării tiol-esterice apar modificări confornaționale ce se propagă în sens antidromic, dinspre capătul carbon terminal al lanțului spre capătul amino-terminal cu expunerea unei secvențe de aminoacizi ce se vor atașa de factorul B al căii alternative a complementului, astfel calea alternativă va fi declanșată.

Componenta C4

Este un heterodimer cu acțiune strict în cadrul căii clasice a complementului. Are trei lanțuri diferite (alfa, beta și gama) și o greutate moleculară de 200 de kilodaltoni. Lanțurile sunt paralele, unidirecționate și asociate între ele prin punți disulfurice situate la capetele amino-terminale.
Lanțul alfa are un buzunar hidrofob spre capătul carboxi-terminal, buzunar similar cu cel al componentei C3 și care realizează tot internalizarea unei grupări tiol-esterice.
Lanțul beta este axul moleculei, are doar funcție structurală de susținere.
Lanțul gama are către capătul carboxi-terminal o secvență e aminoacizi specifică, aminoacizi ce vor fixa factorul C2 al complementului. Externalizarea secvenței de aminoacizi are loc doar în momentul activării componentei C4. Când C4 este inactiv secvența va fi internalizată.
Activarea lui C4 se va face doar prin mecanism enzimatic deoarece C4 nu se poate activa niciodată prin intermediul internalizării unei molecule de apă în buzunarul hidrofob al lanțului alfa, așa cum se întâmplă în cazul C3, care se paote activa și non-enzimatic. Apa nu are acces la buzunarul hidrofob al C4 deoarece deschiderea acestuia este mult mai mică decât deschiderea buzunarului lui C3.

Activarea C4

C1s este serin-esteraza cea mai activă a componentei C1 și ea va activa C4 prin clivarea lanțului alfa foartea aproape de capătul amino-terminal. Puntea disulfurică dintre lanțurile alfa și beta va fi însă conservată. În urma clivării, capătul amino-terminal al lanțului alfa va fi eliberat de pe C4 și va rezulta componenta C4a care rămâne în lichidul interstițial fiind incapabilă să se atașeze de membranele non-self. Ea nu are funcție biologică și nu este implicată în procesul inflamator.
C4b este fragmentul mai mare care rezultă din clivarea lui C4 și nu va rămâne în fază fluidă. El se depozitează întotdeauna pe membranele non-self care sunt membrane acceptoare de complement, la fel cum face și C3b. Depozitarea C4b de membrana non-self se face prin intermediul grupărilor tiol-esterice întrucât clivarea determină modificări conformaționale transmise în direcție ortodromică dinspre capătul aminoterminal spre capătul carboxi-terminal care vor determina relaxarea buzunarului hidrofob al lanțului alfa cu externalizarea grupării tiol-esterice depozitată în interiorul său. Această grupare este electronofilă acceptând electronii cedați de grupările nucleofile ale membranelor non-self prin urmare, legarea C4 de membranele celulare non-self se va face similar legării C3. Spre deosebire de legarea C3 de membranele non-self, care reprezintă o opsonizare cu facilitarea fagocitării celulei non-self de către macrofage, legarea C4b de membranele non-self nu reprezintă o opsonizare deoarece macrofagele nu prezintă receptori pentru C4b, deci nu vor fagocita celulele care au pe suprafața lor depozitate fracțiunile C4b.
Rezultatul contactelor C4b- membrane non-self este reprezentat de apariția modificărilor conformaționale ale C4b realizate dinspre lanțul alfa către lanțul beta apoi dinspre lanțul beta către lanțul gama cu aducerea la suprafață a secvenței de aminoacizi de pe lanțul gama, secvență care poate fixa fracțiunea C2 a complementului. Acest lucru facilitează depozitarea C2 de membranele non-self prin intermediul activării C4b.
Grupările nucleofile ale membranelor non-self sunt de două tipuri: amino și hidroxil.

Componenta C2

Este un factor enzimatic alcătuit dintr-un singur lanț polipeptidic. Intră în alcătuirea principalelor complexe enzimatice ale căii clasice a comlementului, complexe reprezentate de enzimele C3 convertază și C5 convertază. C2 poate funcționa ca enzimă numai după ce factorul C2 a fost activat de către C1s, enzimă care transformă proenzima C2 în enzimă activă.

Celelalte componente ale căii clasice

C5, C6 și C7 activează C8. Ele reprezintă secvența terminală a căii clasice a complementului.
C8 este alcătuit din trei lanțuri proteice și acționează ca o polimerază care activează factorul C9. Este pentultimul factor din calea clasică având rol în polimerizarea factorului C9.
Factorul C9 are doar un singur lanț polipeptidic și are o conformație similară cu un patrulater în momentul când se află în lichidele interstițiale. Sub acțiunea polimerazei reprezentată de factorul C8 și în prezența ionilor bivalenți de calciu, patrulaterele C9 se ansamblează și formează o structură tubulară numită complexul de atac al membranelor sau MAC care perforează membrana non-self și o distruge prin liză osmotică.

Evenimentele căii clasice

Are trei etape: 1. Etapa generării C3 - convertazei; 2. Etapa generării C5 - convertazei și 3. Etapa generării complexului de atac al membranelor.

1. Etapa generării C3- convertazei
Prin activarea C1 de către complexele imune membranare se va forma complexul enzimatic C1qC1rC1s care va cliva componenta C4 în C4a și C4b. Fracțiunea C4b se depozitează pe membranele non-self și afinitatea ei pentru factorul C2 al complementului va crește, astfel C2 va fi fixat la C4b și va lua contact cu lanțul gama al C4b rezultând modificări conformaționale la nivelul C2 cu aducerea la suprafață a unei mici secvențe de aminoacizi de la nivelul capătului amino-terminal al C2, secvență de aminoacizi care va deveni ținta atacului litic al C1s. Rezultă astfel clivarea componentei C2 în C2a și C2b iar singura care va rămâne în sistem va fi C2b, C2a fiind inactivă. Din cuplarea C4b cu C2b va rezulta un complex dimolecular denumit C3-convertaza căii clasice sau C4bC2b.

2. Etapa generării C5-convertazei
C3 convertaza sau complexul C4bC2b va efectua proteoliza limitată a factorului C3 și vor rezulta 2 fragmente: C3a care rămâne în fază fluidă și își va exercitaf uncția de anafilotoxină cu generarea unui proces inflamator local cu determinarea vasodilatației și creștereii permeabilității vasculare și efect chemoatractant și activator pentru leucocite.
Fragmentul C3b rezultat din proteoliza limitată a C3 se va atașa de C4bC2b deja existentă pe membrană și se va forma astfel complexul C4bC2bC3b denumit și C5-convertază. C2b are funcție enzimatică dar în contact cu fragmentul C3b își va schimba specificitatea de substrat și va rezulta modificarea conformațională a C2b care va acționa asupra factorului C5. Prin urmare complexul C4bC2bC3b (cu C4b- cofactor și C2b- enzimă activă) va constitui C5-convertaza care va cliva factorul C5 și vor rezulta C5a care rămâne în fază lichidă având funcție de anafilatoxină similar cu C3a și va genera un proces inflamator local și C5b care se va cupla cu factorii C6 și C7.

3. Etapa generării MAC
C5b fixează C6 și C7 rezultând în fază fluidă complexul C5bC6C7 care va fi în continuă mișcare browniană realizând coliziuni cu orice membrană din jur, indiferent dacă este self sau non-self. Complexul se va depozita în final doar pe membranele non-self deoarece numai acestea au receptori pentru complement și va activa enzimatic factorul C8 care va acționa ca o polimerază ce va polimeriza plăcuțele patrulatere sub forma cărora este dispus factorul C9. Reacția de polimerizare are loc în prezența ionilor bivalenți de calciu și va avea ca rezultat final formarea unor structuri tubuliforme ce for alcătui complexul de atac al membranelor sau MAC. Structurile tubuliforme ale MAC vor perfora membrana celulară creând pori prin care va pătrunde apa iar excesul de apă intracelulară va determina o hiperhidratare superacută a celulei non-self cu elongarea membranei și explozia celulei.
Calea clasică a complementului se termină astfel cu distrugerea antigenului și îndepărtarea lui din sistem.

Calea alternativă a complementului

Factorii complementului care alcătuiesc calea alternativă sunt factori specifici sau activatori reprezentați de fracțiunile B, C și D și factori comuni ai ambelor căi, clasică și alternativă reprezentați de factorul C3 și factorii C5, C6, C7, C8 și C9.

Factorul B este omologul C2 din calea clasică și se află în lichidele interstițiale fiind alcătuit dintr-un singur lanț polipeptidic. Intră în alcătuirea C3-convertazelor căii alternative. Există 3 tipuri de C3 convertaze în calea alternativă a complementului și anume C3-convertaza inițială, intermediară și adevărată. Factorul B intră de asemenea și în alcătuirea C5-convertazei căii alterne.

Factorul D este prezent în lichidul interstițial sub formă de protează activă și are o specificitate de substrat foarte redusă, acționând asupra factorului B numai după ce acesta a intrat într-o combinație cu factorul C3.

Factorul P sau properdina are rol în stabilizarea C3 convertazelor generate pe cale alternă fiind responsabil de constituirea C3 convertazei adevărate.

Particularitățile căii alternative

Calea alternativă funcționează permanent cu un nivel de activitate foarte scăzut, numit și nivel bazal. Acest nivel de activitate poate fi crescut la un nivel de funcționalitate echivalent cu al căii clasice în momentul în care în lichidul interstițial sunt prezente membrane non-self, moment în care se activează bucla de amplificare a căii alternative.

Nivelul bazal de funcționare al căii alternative este activ permanent. Activarea sa este non-enzimatică, prin intermediul moleculelor de apă și se face astfel: factorul C3 prezintă un buzunar hidrofob care realizează o internalizare relativă a unei grupări tiol-esterice. Internalizarea este relativă deoarece deschiderea buzunarului este suficient de mare încât moleculele de apă pot pătrunde prin buzunar și vor veni în contact cu gruparea tiol-esterică pe care o vor scinda non-enzimatic rezultând astfel modificări conformaționale ce se vor transmite antidromic pe lanțul alfa având ca rezultat externalizarea unei secvențe de aminoacizi situată proximal de buzunarul hidrofob. Această secvență de aminoacizi va cupla factorul Bal căii alternative cu declanșarea căii alternative a complementului.

Bucla de amplificare a căii alternative este activată de prezența în lichidul interstițial a unor membrane non-self care pot fi opsonizate de către factorul C3b. C3-convertaza se formează permanent în lichidul interstițial și clivează factorul C3 rezultând cantități mici de C3a și C3b.

C3a este responsabilă de activarea leucocitară și rămâne permanent în fază fluidă nefiind capabilă să se fixeze de membranele non-self. Are efect chemoatractant pentru leucocite și le atrage dinspre axul central al fluxului circulator sangvin către marginea vasului (către endoteliu) cu trimiterea lor către focarul de inflamație.

C3b nu rămâne niciodată în fază fluidă ci se atașează de membranele celulare non-self angajând cu ele legături tiol-esterice. Imediat după fixarea C3b de membranele non-self rezultă amplificarea căii clasice, recunoașterea imunologică nespecifică a structurilor non-self și opsonizarea membranelor non-self cu îndepărtarea lor prin fagocitoză.

Evenimentele căii alternative

C3b fixează pe suprafața membranelor non-self factorul B rezultând astfel un complex bimolecular C3bB care este inactiv enzimatic. Factorul B este ținta atacului litic al enzimei reprezentată de factorul D, care realizează proteoliza limitată a factorului B rezultând fragmentele Ba și Bb. Bb se cuplează cu C3b rezultând complexul C3bBb care este activ enzimatic, porțiunea activă fiind Bb, C3b având rol de cofactor. C3bBb este denumită și C3 convertaza intermediară a căii alternative. Ea se distribuie doar pe membranele non-self și acționează episodic având o funcție redusă, deoarece C3b și Bb au tendința permanentă de disociere și de asociere ulterioară.

Properdina sau factorul P se asociază de C3bBb și rezultă un complex trimolecular C3bBbP denumit și C3 convertaza adevărată a căii alternative care se formează doar pe membranele non-self, acționează episodic dar, spre deosebire de C3 convertaza intermediară a căii alternative are un nivel de funcționalitare foarte crescut, echivalent cu nivelul pe care îl are C3 convertaza din calea clasică a complementului.

C3bBbP acționează asupra factorului C3 pe care îl clivează prin proteoliză limitată cu fabricarea unei cantități foarte mari de C3a ce va determina atracția intensă a leucocitelor din circulația sangvină cu migrarea lor intratisular și constituirea procesului inflamator acut intens. Cantitatea foarte mare de C3b care rezultă și ea din această proteoliză limitată are tendința să se depoziteze pe membranele self dar nu o va face deoarece membrana self este protejată anti-complement astfel că va ajunge să se depoziteze pe membranele non-self determinând reluarea reacțiilor cu o intensitate foarte mare și fabricarea unor cantități enorme de C3 convertază intermediară și C3 convertază adevărată. Reacțiile se reiau rezultând astfel amplificarea exponențială a căii alternative a complementului sub forma unei bucle de amplificare.

În momentul când concentrația plasmatică a factorului P atinge valoarea zero, are loc blocarea transformării C3 convertazei inermediare în C3 convertază adevărată cu acumularea unor cantități mari de C3 convertază intermediară și C3b. C3 convertaza intermediară va veni în contact cu C3b și se va crea local un complex trimolecular activ C3bBbC3b numit C5 convertaza căii alternative. Aceasta va acționa asupra lui C5 cu clivarea lui în C5a cu funcție de anafilatoxină și C5b care generează complexul de atac al membranelor (MAC) cu inserarea de structuri tubuliforme în membrnana celulelor non-self și alterarea gradienților ionici. Sodiul și apa pătrund intensiv în celulă, o balonizează, celula devine hipoosmolară și rezultă astfel liza osmotică.

Liza osmotică a celulei non-self este rezultatul final al acțiunii complementului pe cale clasică și pe cale alternativă. Liza pornește de la recunoașterea imunologică nespecifică a membranelor non-self prin intermediul C3b care le opsonizează și le pregătește de fagocitoză. Liza membranelor self este împiedicată de factorii de protecție anti-complement specifici celulelor self.