11.4A: El Sistema Complemento

El sistema del complemento ayuda o “complementa” la capacidad de los anticuerpos y las células fagocíticas para eliminar patógenos de un organismo.

Objetivos de aprendizaje

• Ilustrar los puntos clave del sistema de complemento

Puntos Clave

• Tres vías bioquímicas activan el sistema del complemento: la vía clásica del complemento, la vía alternativa del complemento y la vía lectina.
• Las siguientes son las funciones básicas del complemento: opsonización (potenciación de la fagocitosis de antígenos); quimiotaxis (atracción de macrófagos y neutrófilos); lisis celular (ruptura de membranas de células extrañas); y aglutinación (agentes portadores de antígeno).
• El sistema del complemento consiste en una serie de pequeñas proteínas que se encuentran en la sangre, generalmente sintetizadas por el hígado, y que normalmente circulan como precursores inactivos (proproteínas).

Términos Clave

• anticuerpos: Un anticuerpo (Ab), también conocido como inmunoglobulina (Ig), es una proteína grande en forma de Y producida por células B que es utilizada por el sistema inmune para identificar y neutralizar objetos extraños, como bacterias y virus. El anticuerpo reconoce una parte única de la diana foránea, llamada “antígeno. ”
• fagocítica: La fagocitosis, que significa “célula” y -osis, que significa “proceso”, es el proceso celular de engullir partículas sólidas por la membrana celular para formar un fagosoma interno por fagocitos y protistas.
• patógenos: Un patógeno o agente infeccioso (coloquialmente conocido como germen) es un microorganismo (en el sentido más amplio, como un virus, bacteria, prión u hongo) que causa enfermedad en su huésped. El huésped puede ser un animal (incluyendo humanos), una planta o incluso otro microorganismo.
• vía clásica: un grupo de proteínas sanguíneas que median la respuesta específica de anticuerpos

El sistema del complemento ayuda o “complementa” la capacidad de los anticuerpos y las células fagocíticas para eliminar patógenos de un organismo. Es parte del sistema inmune llamado el “sistema inmune innato” que no es adaptable y no cambia a lo largo de la vida de un individuo. Sin embargo, puede ser reclutado y puesto en acción por el sistema inmune adaptativo.

El sistema del complemento consiste en una serie de pequeñas proteínas que se encuentran en la sangre, generalmente sintetizadas por el hígado, y que normalmente circulan como precursores inactivos (proproteínas). Cuando son estimuladas por uno de varios desencadenantes, las proteasas en el sistema escinden proteínas específicas para liberar citocinas e iniciar una cascada amplificadora de escisiones adicionales. El resultado final de esta cascada de activación es la amplificación masiva de la respuesta y la activación del complejo de ataque de membrana que mata células. Más de 25 proteínas y fragmentos de proteínas conforman el sistema del complemento, incluyendo proteínas séricas, proteínas serosas y receptores de membrana celular. Representan alrededor del 5% de la fracción globulina del suero sanguíneo.

Tres vías bioquímicas activan el sistema del complemento: la vía clásica del complemento, la vía alternativa del complemento y la vía lectina. Las siguientes son las funciones básicas del complemento: opsonización (potenciación de la fagocitosis de antígenos); quimiotaxis (atracción de macrófagos y neutrófilos); lisis celular (ruptura de membranas de células extrañas); y aglutinación (agentes portadores de antígeno).

Las proteínas y glicoproteínas que constituyen el sistema del complemento son sintetizadas por los hepatocitos hepáticos. Pero cantidades significativas también son producidas por macrófagos tisulares, monocitos sanguíneos y células epiteliales del tracto genitourinario y tracto gastrointestinal. Las tres vías de activación generan todas variantes homólogas de la proteasa C3-convertasa. La vía clásica del complemento normalmente requiere antígeno, complejos de anticuerpos para la activación (respuesta inmune específica), mientras que las vías alternativas y de lectina de unión a manosa pueden activarse por hidrólisis C3 o antígenos sin la presencia de anticuerpos (respuesta inmune no específica). En las tres vías, la C3-convertasa escinde y activa el componente C3, creando C3a y C3b, y causando una cascada de eventos adicionales de escisión y activación. C3b se une a la superficie de patógenos, lo que lleva a una mayor internalización por las células fagocíticas por opsonización. C5a es una importante proteína quimiotáctica, ayudando a reclutar células inflamatorias.

C3a es el precursor de una importante citocina (adipocina) llamada ASP y generalmente es escindida rápidamente por la carboxipeptidasa B. Tanto C3a como C5a tienen actividad anafilatoxina, desencadenando directamente la desgranulación de los mastocitos, así como aumentando la permeabilidad vascular y la contracción del músculo liso. C5b inicia la vía de ataque de membrana, lo que da como resultado el complejo de ataque a la membrana (MAC), que consiste en C5b, C6, C7, C8 y C9 polimérico. El MAC es el producto final citolítico de la cascada del complemento; forma un canal transmembrana, que provoca lisis osmótica de la célula diana. Las células de Kupffer y otros tipos de células de macrófagos ayudan a eliminar los patógenos recubiertos de complemento. Como parte del sistema inmune innato, los elementos de la cascada del complemento se pueden encontrar en especies anteriores a los vertebrados, más recientemente en las especies protostomas de cangrejo herradura, poniendo los orígenes del sistema más atrás de lo que se pensaba anteriormente.

En la vía clásica, C1 se une con sus subunidades C1q a fragmentos Fc (hechos de la región CH2) de IgG o IgM, que forma un complejo con antígenos. C4b y C3b también son capaces de unirse a IgG o IgM asociadas a antígeno, a su porción Fc.

Dicha unión mediada por inmunoglobulinas del complemento puede interpretarse, ya que el complemento usa la capacidad de la inmunoglobulina para detectar y unirse a antígenos no propios como su barra guía. El complemento en sí es capaz de unirse a patógenos no propios después de detectar sus patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP); sin embargo, utilizando especificidad de anticuerpo, los complementos son capaces de detectar enemigos no propios de manera mucho más específica. Debe haber mecanismos que complementen la unión a la Ig pero que no enfoquen su función a la Ig sino al antígeno.

muestra esquemáticamente las vías clásica y alternativa con las etapas tardías de activación del complemento. Algunos componentes tienen una variedad de sitios de unión. En la vía clásica, C4 se une a la enzima C1q asociada a Ig y C1R2s2 escinde C4 a C4b y 4a. C4b se une a C1q, Ig asociada a antígeno (específicamente a su porción Fc) e incluso a la superficie del microbio. C3b se une a Ig asociada a antígeno y a la superficie del microbio. La capacidad de C3b para unirse a Ig asociada a antígeno funcionaría eficazmente contra los complejos inmunes antígeno-anticuerpo para hacerlos solubles. En la figura, C2b se refiere al mayor de los fragmentos C2.

Figura: Vías del Complemento: La vía clásica y la alternativa con los pasos tardíos de activación del complemento.