chp4b complement system

Question 1

what is the Συμπλήρωμα

Answer 1

= το σύνολο των πρωτεϊνών του ορού που συνεργάζονται και με το έμφυτο αλλά και με το προσαρμοστικό Α.Σ. για την εξάλειψη παθογόνων στο αίμα και στους ιστούς

—> caused by the αλληλεπίδρασης των πρωτεϊνών του που πυροδοτούν καταλυτικούς καταρράκτες (catalytic cascades) αντιδράσεων

Question 2

what can the συστατικά του συμπληρώματος cause

Answer 2

• Οψωνισμό των βακτηρίων → φαγοκυττάρωση από μακροφάγα
• Φλεγμονώδη αντίδραση
• Κάθαρση ανοσοσυσμπλεγμάτων (IC) από τον ορό και κάθαρση των αποπτωτικών σωματιδίων
• Λύση του κύτταρου-στόχου μέσω του σχηματισμού του συμπλέγματος μεμβρανικής επίθεσης (membrane attack complex, MAC)

Question 3

name all the places where the σύνθεση των συστατικών του συμπληρώματος occur

Answer 3

—> Κυρίως στο συκώτι

• Στα μονοκύτταρα του αίματος
• Στα μακρoφάγα των ιστών
• Στους ινοβλάστες
• Στα επιθηλιακά κύτταρα του γαστρεντερικού & ουρογεννητικού σωλήνα

Question 4

where are the ρυθμιστικά συστατικά του συστήματος mainly found

Answer 4

κυτταρικές μεμβράνες

Question 5

name the 7 categories which the συστατικά του συμπληρώματος ταξινομούνται based on their λειτουργικές κατηγορίες

Answer 5

1. Εκκινητές (Initiators)
2. Ενεργοποιητές κονβερτάσης (Convertase activators) & ενζυματικοί μεσολαβητές (enzymatic mediators)
3. Οψωνίνες (Opsonins)
4. Αναφυλατοξίνες (Anaphylatoxins)
5. Σύμπλεγμα μεμβρανικής επίθεσης (Membrane attack complex, MAC)
6. Υποδοχείς συμπληρώματος (Complement receptors)
7. Ρυθμιστικές πρωτεΐνες (Regulatory proteins)

Question 6

name the 3 different ways the complement system can work and how they differ

Answer 6

1. Κλασσική Οδός (Classical pathway)
2. Οδός της Λεκτίνης (Lectin pathway)
3. Εναλλακτική οδός (Alternative pathway)

• Διαφορετικοί εκκινητές
• Όλες συγκλίνουν στη δημιουργία ενός ενζυματικού συμπλόκου που μπορεί να προκαλέσει την πέψη της πρωτεΐνης C3 σε C3a & C3b
• Τα ένζυμα είναι C3 κονβερτάσες (convertases)
• Classical is adaptive IR, the other 2 are the innate IR

Question 7

name the different initiations of each οδοί

Answer 7

1. Classical
   - by the antibodies
   - it forms a Σύμπλεγμα Ag-Ab
2. Lectin
   - Αναγνώριση των PAMPs από λεκτίνες
   - binds on υδατάνθρακες
3. Alternative
   - Αυθόρμητη υδρόλυση ή επιφάνειες παθογόνων

Question 8

what is the Σύμπλοκα Ag-Ab in the classical pathway

Answer 8

= διαλυτά ή σχηματίζονται με τη δέσμευση επιτόπων από Ab στα κατάλληλα κύτταρα (ιοί, μύκητες, παράσιτα, βακτήρια)

—> Τα διαλυτά σύμπλοκα Ab-Ag αποκαλούνται ανοσοσυμπλέγματα (immune complexes, IC)

Question 9

which antibodies can activate the classical pathway

Answer 9

Μόνο οι ανοσοσφαιρίνες IgG & IgM είναι ικανές να ενεργοποιήσουν την κλασσική οδό

Question 10

what recognizes the antibodies in the classical pathway

Answer 10

τον εκκινητή της κλασσικής οδού —> το μοριακό σύμπλοκο C1

Αρχικό στάδιο ενεργοποίησης: C1, C2, C3 & C4 which are found in the ορό ως ανενεργά ζυμογόνα (zymogens) which is their inactive form

Question 11

describe the C1 complex (structure)

Answer 11

It’s a μακρομοριακό σύμπλεγμα made of:
- 1 C1q
- 2 μόρια από την κάθε πρωτεάση σερίνης C1r & C1s

Question 12

what happens when the δημιουργία συμπλόκων Ag-Ab occurs

Answer 12

επάγει μεταβολές στη στερεοδιαμόρφωση της Fc περιοχής της IgM (ή IgG) → έκθεση (exposure) της θέσης δέσμευσης για το συστατικό C1

NB Fc is the constant region of the structure of the antibody IgG or IgM

Question 13

on how many Fc regions of the antibody does the C1 complex have to bind to

Answer 13

2 at least to make it stable

Question 14

name and explain the λειτουργική δράση του συστατικού C3b

Answer 14

1. Οψωνισμός:
   - δεσμεύεται στην επιφάνεια των μικροβίων labeling them for phagocytosis → φαγοκύτταρα με υποδοχείς για C3b εγκολπώνουν τα σημασμένα μικρόβια
   - Τα φαγοκύτταρα φέρουν υποδοχείς του συμπληρώματος στην επιφάνειά τους (Complement receptors-CRs) –υποδοχείς οψωνινών
2. Δημιουργία IC:
   - C3b μπορεί να δεσμευτεί στις Fc περιοχές του Ab.
   - C3b-IC δεσμεύονται από τους υποδοχείς C3b στα φαγοκύτταρα → φαγοκυττάρωση ή καταστροφή στο συκώτι
3. Αλληλεπιδρά με άλλες πρωτεΐνες του συμπληρώματος για το σχηματισμό του MAC (= creation of a pore-like structure on the surface of the pathogen) → κυτταρική λύση του παθογόνου

Question 15

what are λεκτίνες

Answer 15

= πρωτεΐνες που αναγνωρίζουν & δεσμεύονται σε συγκεκριμένους υδατάνθρακες-στόχους που βρίσκονται στην επιφάνεια των μικροβίων

—> έχουν ρόλο διαλυτού PRR
—> οι υδατάνθρακες ξενικής προέλευσης που αναγνωρίζουν έχουν ρόλο PAMP

Question 16

name the main activation cascade mechanism of the lectin pathway

Answer 16

Mannose binding lectin (MBL):
- Πρωτεΐνη APR (πρωτεΐνη οξείας φάσης = its levels increase significantly during acute phases of inflammation or infection)
- Δεσμεύει κατάλοιπα μαννόζης που υπάρχουν σε γλυκοπρωτεΐνες ή υδατάνθρακες της επιφάνειας μικροοργανισμών
- Δέσμευση MBL στην επιφάνεια ενός παθογόνου προκαλεί επίσης το σχηματισμό MAC όπως και η κλασσική οδός

Question 17

explain exactly how MBL binds and works

Answer 17

—>Δομικές ιδιότητες με τηC1q

Δέσμευση MBL στην επιφάνεια ενός παθογόνου → δέσμευση των MBL-σχετιζόμενων πρωτεασών σερίνης MASP → διάσπαση των C2 & C4 → δημιουργία της C3 κονβερτάσης → τα υπόλοιπα στάδια ως το σχηματισμό της C5 κονβερτάσης είναι ίδια με την κλασσική οδό ενεργοποίησης του συμπληρώματος

Question 18

describe how the alternative pathway is different to the others

Answer 18

• Ανεξάρτητη από τα συμπλέγματα Ag-Ab (μηχανισμός της μη ειδικής ανοσίας όπως και η οδός της λεκτίνης)
• Έχει δικό του σετ από C3 & C5 κονβερτάσες
• Μόλις σχηματίστεί το C3b από οποιοδήποτε μονοπάτι, τότε η εναλλακτική οδός μπορεί να ενισχύσει την παραγωγή του πολύ γρήγορα

Question 19

how does the εκκίνηση of the alternative pathway occur? name all 4 ways

Answer 19

1. Ως ενισχυτικό στάδιο της κλασικής οδού και οδού λεκτίνης
2. “Tickover” pathway —> Αυθόρμητη υδρόλυση του συστατικού C3
3. Από την προπερδίνη η οποία δεσμεύεται στην επιφάνεια των μικροβίων και έχει δράση διαλυτoύ PRR
4. Θρομβίνη (Thrombin) & πρωτεάσες καλλικρεϊνών (kallikrein proteases), που μπορούν να προκαλέσουν την πέψη των C3 & C5

Question 20

describe the tickover pathway

Answer 20

– Αυθόρμητη υδρόλυση του συστατικού C3 και δημιουργία C3(H2O)
– Απαραίτητο να υπάρχει μικροβιακή επιφάνεια και προπερδίνη (factor P) για σταθεροποίηση

Question 21

what’s an issue that can arise in the alternative pathway and how to fix it?

Answer 21

Οι κονβερτάσες C3 εναλλακτικής οδού είναι βραχύβιες εκτός εάν σταθεροποιηθούν με τη δέσμευση της προπερδίνης (παράγοντας P)

—> Η προπερδίνη συνδέεται με το C3(H2O) ή το C3b και με αυτόν τον τρόπο σταθεροποιεί τη κονβερτάση C3 της εναλλακτικής οδού

—> Η προπερδίνη αποθηκεύεται στα λυτικά κοκκία των ουδετεροφίλων και απελευθερώνεται κατά την ενεργοποίηση τους

—> Η προπερδίνη φαίνεται να δρα ως διαλυτός PRR:
- αναγνωρίζει και συνδέεται με μικροβιακές επιφάνειες και κατευθύνει τη δράση του συμπληρώματος σε αυτές τις επιφάνειες
- συνδέεται με κύτταρα θηλαστικών που υφίστανται απόπτωση ή έχουν υποστεί βλάβη, διευκολύνοντας την απομάκρυνσή τους μέσω φαγοκυττάρωσης

Question 22

what part of the process do all 3 pathways have in common

Answer 22

το σχηματισμό της C5 κονβερτάσης & το MAC

Question 23

how does the C5/MAC process works

Answer 23

• Η C5 λειτουργεί ως εκκινητής του σχηματισμού του συμπλέγματος μεμβρανικής επίθεσης (MAC) στην επιφάνεια του μικροβίου
• Ο σχηματισμός του MAC προκαλεί απώλεια της ακεραιότητας της πλασματικής μεμβράνης
  → Ιόντα & άλλα μικρά μόρια διαχέονται ελεύθερα
  → Κυτταρικός θάνατος

Question 24

explain what MAC does specifically

Answer 24

MAC σχηματίζει ένα μεγάλο κανάλι στη μεμβράνη του κυττάρου-στόχου
→ ελεύθερη διάχυση ιόντων & μικρών μορίων
→ το κύτταρο δεν μπορεί να διατηρήσει την οσμωτική του ισορροπία και θανατώνεται από την είσοδο νερού & απώλεια ηλεκτρολυτών

Question 25

list the main ways the complement system helps defend the body with

Answer 25

1. Λύση των βακτηρίων και των μεμβρανών —> MAC (C5b-C9)
2. Οψωνισμός —> C3b & C4b – προωθεί τη φαγοκυττάρωση
3. Πυροδότηση της φλεγμονής & χημειοταξίας από τις αναφυλατοξίνες —> C3a, C4a, C5a (αναφυλατοξίνες) & οι υποδοχείς τους σε λευκοκύτταρα
4. Εκκαθάριση ανοσοσυμπλεγμάτων από τους ιστούς και το αίμα και εναπόθεση στο ήπαρ και τον σπλήνα

Question 26

what happens to the antibody-antigen complex after the process is over? what happens if that doesn’t occur?

Answer 26

Απομάκρυνση των ανοσοσυμπλεγμάτωναπό την κυκλοφορία

—> Ανεπάρκεια μπορεί να προκαλέσει νεφρική ανεπάρκεια λόγω συσσώρευσης Ag-Ab
—> SLE

Question 27

name different types of ανεπάρκειες του συμπληρώματος that can occur

Answer 27

1. Ομοζυγωτικές ανεπάρκειες σε κάθε ένα από τα πρώιμα
   συστατικά της κλασσικής οδού C1q, C1r, C1s, C4 & C2 →
   ασθένειες που προκαλούνται από ανοσοσυμπλέγματα
2. Ανεπάρκεια σε MBL
3. Ανεπάρκεια παράγοντα D & προπερδίνης
4. Ανεπάρκειες C4