Kluczowa różnica między klasycznym szlakiem alternatywnym a lektynowym polega na tym, że inicjacja szlaku klasycznego odbywa się poprzez związanie kompleksów antygen-przeciwciało z białkiem C1q, a inicjacja szlaku alternatywnego następuje poprzez związanie C3b z białkiem C1q. obcych powierzchniach, podczas gdy inicjacja szlaku lektynowego odbywa się przez lektynę wiążącą mannozę.
Ścieżka dopełniacza lub kaskada dopełniacza jest częścią układu odpornościowego, która zwiększa zdolność komórek fagocytarnych i przeciwciał do niszczenia i usuwania drobnoustrojów i uszkodzonych komórek z organizmu, promowania stanu zapalnego i atakowania błony komórkowej patogenu. Szlaki dopełniacza są generowane przez wrodzony i adaptacyjny układ odpornościowy. System ten składa się z małych białek, które są syntetyzowane przez wątrobę i krążą we krwi w postaci nieaktywnej. Te białka lub prekursory są aktywowane w szlakach dopełniacza. Istnieją trzy rodzaje szlaków dopełniacza: szlak klasyczny, szlak alternatywny i szlak lektynowy.
Co to jest ścieżka klasyczna?
Ścieżka klasyczna jest jedną z trzech ścieżek, które aktywują układ dopełniacza. Układ dopełniacza jest częścią układu odpornościowego. Kompleksy antygen-przeciwciało wraz z izotypami przeciwciał IgG i IgM inicjują układ dopełniacza. Komórki apoptotyczne, nekrotyczne i białka ostrej fazy również aktywują szlak klasyczny.
Rysunek 01: Ścieżka klasyczna i ścieżka alternatywna
Ten szlak jest inicjowany przez wiązanie kompleksów antygen-przeciwciało z białkiem C1q; globularny region C1q rozpoznaje i wiąże się z regionem Fc izotypów IgG i IgM przeciwciał. Wiążą się również z bakteryjnymi i wirusowymi białkami powierzchniowymi, komórkami apoptozy i białkami ostrej fazy. W przypadku braku czynników aktywujących C1q staje się częścią nieaktywnego kompleksu C1, który składa się z sześciu cząsteczek C1q, dwóch cząsteczek C1r i dwóch cząsteczek C1s. Wiązanie C1q prowadzi do zmian konformacyjnych i aktywacji proteazy serynowej C1r. To aktywuje i rozszczepia proteazy serynowe C1s. C1s następnie rozszczepiają C4 na C4a i C4b oraz C2 na C2a i C2b. C4b pomaga w tworzeniu konwertazy C3, C4bC2a. Konwertaza C3 ma zdolność rozszczepiania c3 na C3a i C3b, co jest ważnym czynnikiem w następnej reakcji enzymatycznej. C3v wiąże się z konwertazą C3, tworząc konwertazę C5, C4b2a3b, podczas gdy C3a rekrutuje komórki zapalne. Są one znane jako anafilatoksyny. Konwertaza C5 rozszczepia C5 na C5a i C5b. C5b łączy się z innymi końcowymi składnikami, tworząc kompleks atakujący błonę (MAC). Prowadzi to do lizy inwazyjnych bakterii poprzez wprowadzenie ich do błon komórek docelowych, tworząc funkcjonalne pory.
Co to jest ścieżka alternatywna?
Ścieżka alternatywna jest jedną z trzech ścieżek opsonizujących i niszczących patogeny. Wirusy, grzyby, bakterie, pasożyty, immunoglobulina A i polisacharydy aktywują szlak alternatywny i tworzą niezbędny mechanizm obronny niezależny od układu odpornościowego. Białko C3b uruchamia ten szlak, a białko to bezpośrednio wiąże się z drobnoustrojem. Obce materiały i uszkodzone tkanki również wyzwalają alternatywną ścieżkę. Ponieważ C3b jest wolny i obfity w osoczu, ma zdolność wiązania się z komórką gospodarza lub powierzchnią patogenu. Różne białka regulatorowe biorą udział w zapobieganiu aktywacji dopełniacza na komórce gospodarza.
Receptor dopełniacza 1 (CR1) i czynnik przyspieszający rozpad (DAF) konkurują z czynnikiem B o wiązanie się z C3b na powierzchni komórki i usuwanie Bb z kompleksu C3bBb. Rozszczepienie C3b do postaci nieaktywnej, iC3b, przez proteazę osocza zwaną czynnikiem dopełniacza 1 hamuje tworzenie konwertazy C3. Czynnik dopełniacza 1 wymaga kofaktora białka wiążącego C3b, takiego jak czynnik H, Cr1 lub kofaktor błonowy proteolizy. Czynnik H hamuje tworzenie konwertazy C3 poprzez konkurowanie z czynnikiem B o wiązanie się z C3b. Przyspiesza to również rozpad konwertazy C3. CFHR5, które jest białkiem 5 powiązanym z czynnikiem H dopełniacza, ma zdolność wiązania się, aby działać jako kofaktor dla czynnika 1 i przyspiesza zanikanie aktywności oraz wiąże się z C3b w komórkach gospodarza.
Co to jest ścieżka lektynowa?
Ścieżka lektynowa jest rodzajem reakcji kaskadowej w układzie dopełniacza. Po aktywacji tego szlaku, działanie C4 i C2 wytwarza aktywowane białka dopełniacza w dalszej kaskadzie. Szlak ten nie rozpoznaje przeciwciała związanego z jego celem i rozpoczyna się od wiązania lektyny wiążącej mannozę (MBL) lub fikoliny z niektórymi cukrami. Ta MBL wiąże się z cukrami, takimi jak mannoza i glukoza, z grupami OH w pozycjach końcowych na węglowodanach lub glikoproteinach, składnikach bakterii, grzybów i niektórych wirusów.
Rysunek 02: Ścieżki uzupełniające
MBL, znane również jako białko wiążące mannozę, jest zdolne do inicjowania układu dopełniacza poprzez wiązanie się z powierzchniami patogenów. Multimery MBL tworzą kompleksy z proteazami serynowymi (proteaza serynowa związana z lektyną wiążącą mannozę: MASP1, MASP2 i MASP3), które są zymogenami białkowymi. Są podobne do C1r i C1 w innych szlakach. MASP1 i MASP2 aktywują się, aby rozszczepić składniki C4 i C2 na C4a, C4b, C2a i C2b. C4b ma tendencję do wiązania się z błonami komórkowymi bakterii. Jeśli się nie aktywuje, łączy się z C2a, tworząc klasyczną konwertazę C3 przeciwstawiającą się alternatywnej konwertazie C3. C4a i C2b działają jako silne cytokiny. C4a powoduje degranulację komórek tucznych i bazofilów, a C2b zwiększa przepuszczalność naczyń.
Jakie są podobieństwa między klasyczną alternatywą a ścieżką lektynową?
- Klasyczne, alternatywne i lektynowe szlaki są aktywowane przez kaskadę reakcji prowadzących do kompleksu atakującego błony.
- Są częścią układu odpornościowego.
- Każdy szlak ma unikalne białka do inicjacji.
- Są aktywowane przez określone izotypy przeciwciał związanych z antygenami
Jaka jest różnica między klasyczną alternatywą a ścieżką lektynową?
Rozpoczęcie klasycznego szlaku odbywa się poprzez wiązanie kompleksów antygen-przeciwciało z białkiem C1q. Inicjacja szlaku alternatywnego odbywa się poprzez wiązanie C3b z obcymi powierzchniami, podczas gdy inicjacja szlaku lektynowego następuje przez lektynę wiążącą mannozę. Jest to zatem kluczowa różnica między klasyczną alternatywą a ścieżką lektynową. Rola szlaku klasycznego polega na tym, że działa on jako ramię efektorowe odporności nabytej, podczas gdy szlaki alternatywne i lektynowe funkcjonują w odporności wrodzonej. Ponadto aktywacjami C4 i C2 w szlaku klasycznym są C1s, w szlaku lektynowym jest MASP-2, podczas gdy w szlaku alternatywnym nie ma aktywacji C4 i C2.
Poniższa infografika przedstawia różnice między klasyczną alternatywą a ścieżką lektynową w formie tabelarycznej do bezpośredniego porównania.
Podsumowanie – ścieżka klasyczna kontra alternatywna kontra lektynowa
Rozpoczęcie klasycznego szlaku odbywa się poprzez wiązanie kompleksów antygen-przeciwciało z białkiem C1q. Inicjacja szlaku alternatywnego odbywa się poprzez wiązanie C3b z obcymi powierzchniami, podczas gdy inicjacja szlaku lektynowego odbywa się przez lektynę wiążącą mannozę. Jest to więc kluczowa różnica między klasyczną alternatywą a ścieżką lektynową.
