Sistema del Complemento

Universidad Iberoamericana
Sistema del complemento"
Resumen
El sistema de complemento comprende un grupo de proteínas séricas muchas de las cuales existen en formas
inactivas. La activación del complemento ocurre por las vías común, alternativa o de lectina, cada una de las
cuales se inicia de manera diferente.
Las tres vías convergen en una secuencia común de fenómenos que conducen a la generación de un complejo
molecular que causa lisis celular.
La vía común se inicia por la unión de anticuerpo a una célula blanco; las reacciones IgM y ciertas subclases
del IgG activan esta vía.
La activación de las vías alternativas y de las lectinas es independiente del anticuerpo. Estas vías se inician
por la reacción de proteínas del complemento con moléculas superficiales de los microorganismos.
Además de su papel fundamental en la lisis celular, el sistema de complemento media la opsonizacion de
bacterias, la activación de inflamación y la depuración de complejos inmunitarios.
Las interacciones de proteínas del complemento y fragmentación proteínicos con receptores en las células del
sistema inmunitario controlan las reacciones inmunitarias innata y adquirida.
Debido a su capacidad para dañar el organismo huésped, el sistema de complemento requiere mecanismos
reguladores pasivos y activos complejos. Las consecuencias clínicas de las deficiencias hereditarias del
complemento varían de un aumento de la susceptibilidad a infecciones al daño de tejidos causado por
complejos inmunitarios.
Introducción
El sistema de complemento es el mediador humoral primario de las reacciones antigeno− anticuerpo. Este fue
descubierto, A finales del siglo XIX, al comprobarse la capacidad bactericida del suero fresco por Ehrlich,
esto fue mediado por dos factores, los anticuerpos específicos frente a microorganismos o termoestable y otro
termolábil.
Rodney R. Porter, (1917−1976), gano el premio Nóbel en 1972, otorgado primordialmente por sus trabajos en
Igs. Adicionalmente en sus últimos 15 anos aporto mucho en el esclarecimiento de los mecanismos de acción
del complemento. Así como, Jules Bordet, (1870− 1961), gano el premio Nóbel en 1919 por sus trabajos que
mostraron como el complemento es bacteriolitico y como participaba en las reacciones hemolíticas.
Con esta investigación se desea recopilar información acerca del sistema del complemento y su importancia
en el sistema inmunológico, ya que este constituye uno de los principales mecanismos efectores de la
inmunidad.
Sistema de complemento
El sistema de complemento es el principal efector de la rama humoral el sistema inmunitario. La investigación
del complemento se inicio en la década de 1890, cuado Jules bordet del instituto Pasteur en Paris demostró
1
que el antisuero de oveja a la bacteria Vibrio Cholerae lisó la bacteria y el calentamiento del antisuero
destruyo su actividad bacteriolitica. Como hecho sorprendente, se restableció la capacidad del suero calentado
para lisar bacterias con la adición de suero fresco que no contenía anticuerpos dirigidos contra la bacteria y
fue incapaz de destruir de la bacteria por si mismo, Bordet razono de forma correcta que la actividad
bacteriolitica requiere de dos sustancias diferentes: primero, anticuerpos antibacterianos específicos que
sobreviven al proceso de calentamiento, y un segundo componente sensible al calor que causa la actividad
lítica. Bordet diseño una prueba simple para la actividad lítica, la lisis de glóbulos rojos recubiertos con
anticuerpo que se detecta con facilidad, la denominada hemólisis. Paul Ehrlich, en Berlín, llevo a cabo de
manera independiente experimentos similares e ideo el término complemento y lo definió como la actividad
del suero sanguíneo que completa la acción del anticuerpo. En los años siguientes, los investigadores
descubrieron que la acción del complemento resultaba de interacciones de un grupo grande y complejo de
proteínas. (1)
Importancia
El sistema de complemento es un sistema de defensa y limpieza, constituido por una serie de proteínas
solubles, transportadas por la sangre. Puede ser activado por Ag luego de reaccionar con Acs unidos al Ag, al
hacerlos sus proteínas se solidifican y adhieren a la superficie de las células, gérmenes, o moléculas que deben
ser destruidas liberando simultáneamente moléculas pequeñas que incrementan la fagocitosis y amplían los
mecanismos de inflamación.(3)
El distinto mecanismo que se ponen en marcha con la activación del sistema del complemento, complementan
y refuerzan el mecanismo inmunológico de defensa. No obstante, su acción puede ser nociva cuando su
activación tiene lugar en forma extemporánea o cuando se prolonga innecesariamente, como ocurre en
enfermedades auto inmunes. (3)
Funciones del complemento
La investigación sobre el complemento incluye en la actualidad más de 30 proteínas solubles y unidas a
células. Las actividades biológicas de este sistema afectan las inmunidades innata y adquirida y van muco mas
allá de las observaciones originales de la lisis de bacterias y glóbulos rojos mediada por anticuerpo. Las
comparaciones estructurales de las proteínas que participan en las vías del complemento sitúan el origen de
este sistema en microorganismos primitivos que poseen los sistemas inmunitarios innatos más rudimentarios.
(3)
En contraste, el reconocimiento de que la interacción de receptores celulares con proteínas del complemento
controla las actividades de las células B proporciona a este sistema un papel en el sistema inmunitario
adquirido y desarrollado en sumo grado. En consecuencia, existe un sistema entre la inmunidad innata y la
adquirida que contribuye a cada una de formas diversas. (3)
Después de la activación inicial, interactúan los diferentes componentes del complemento en una cascada muy
regulada para llevar a cabo varias funciones básicas, entre ellas las siguientes (3):
• Lisis de células, bacterias y virus.(3)
• Opsonizacion, que promueve fagocitosis de antigenos particulados.(3)
• unión a receptores de complemento especificos en células del sistema inmunitario, lo que
desencadena funciones características de dichas células, inflamación y secreción de moléculas
inmunorreguladoras.(3)
• Depuración inmunitaria, que elimina complejos inmunitarios de la circulación y los deposita en el
2
bazo y el hígado.(3)
Componentes del complemento
Las proteínas y glucoproteinas que componen el sistema del complemento se sintetizan sobre todo en los
hepatocitos, aunque también producen cantidades de importancia monolitos sanguíneos, macrófagos titulares
y células epiteliales de los aparatos digestivo y genitourinario. Estos componentes constituyen 5% (por peso)
de la fracción de la globulina serica. Casi todos circulan en el suero como proenzimas en formas funcionales
inactivas, o cimógenos, que lo son hasta que ocurre la segmentación proteolitica que elimina un fragmento
inhibidor y expone el sitio activo. La secuencia de reacción del complemento se inicia con una cascada
enzimático. (3)
Los componentes del complemento se designan con numerales (C1−C9), letras (p.ej., factor D) o nombres
comunes (como factor de restricción homologo). Los fragmentos peptídicos que se forman por activación de
un componente se indican con letras pequeñas. En la mayor parte de los casos, los fragmentos mas pequeños
que resultan de la segmentación de un componente se designan a y el fragmento mas grande b (p. eje., C3a,
C3b: cabe señalar que C es una excepción: C2a es el fragmento de segmentación mas grande). Los fragmentos
más grandes se unen al blanco cerca del sitio de activación y los más pequeños se difunden desde el sitio y
pueden precipitar reacciones inflamatorias localizadas por unión a receptores especificos. Los fragmentos del
complemento interactúan entre si para formar complejos funcionales. Los complejos que tienen actividad
enzimático se designan con una línea sobre el numero o signo (p. ej., C4b2a, C3bbb). (3)
Métodos para la identificación y medición de los componentes del complemento
Son necesarias ciertas precauciones para el manejo de las muestras de sangre en los estudios del
complemento. Después de coagularse, preferiblemente a la temperatura ambiente, debe separarse el suero del
coagulo de sangre lo mas pronto posible y congelarlo, de preferencia a −70 C, para prevenir la perdida de la
actividad del complemento. Algunos estudios de laboratorio requieren la inactivacion del complemento con el
fin de evitar hemólisis. Esto se logra normalmente por el calentamiento del suero a 56 C durante 30 minutos,
un procedimiento que destruye muchos componentes del complemento. (2)
La actividad del complemento por lo general se mide determinando la dilución límite del suero, que lisa los
eritrocitos de carnero sensibilizados con anticuerpos anticarnero de conejo (hemosilina). Las titulaciones de
complemento de este tipo dan una medida global de la integridad de la vía clásica del complemento y del
mecanismo de ataque a la membrana. Los valores se expresan como unidades 50% hemolíticas de
complemento por ml (CH50). (2)
Un sistema semejante de análisis se emplea para la medición de la actividad hemolítica de los componentes
individuales del complemento, en forma aislada o en el suero. En este tipo de sistema de ensayo todos los
componentes, excepto el implificado, son proporcionados en exceso y se imponen ciertas condiciones
rigurosas de reacción que son óptimas para cada componente. En tales condiciones, el número de unidades
hemolíticas puede ser convertido, sobre una base ponderal, a la concentración absoluta del componente activo
del complemento. (2)
En fecha reciente, se han desarrollado sistemas de valoración para detectar y cuantificar características
específicas del proceso de activación del complemento. Incluyen análisis que cuantifican los fenómenos de
segmentación proteolítica limitada que caracterizan a la activación de las vías clásica y alterna del
complemento. (2)
Existen otros métodos que no son cuantitativos, pero que aportan evidencia del a activación del complemento.
Unas de estas técnicas incluye la medición del estado fisicoquímico de lo componentes individuales del
complemento por la técnica de inmunoelectroforesis.(2)
3
Activación del complemento
La vía clásica del complemento
La vía clásica puede ser activada por complejos antigeno−cuerpo o inmunoglobulinas agregadas. Las
inmunoglobulinas humanas pertenecientes a las subclases IgG1, IgG2 e IgG3 y a la clase IgM son capaces de
iniciar la vía clásica, mientras que la subclase IgG4 y las clases IgA, IgD e IgE son inactivas al respecto. Entre
las subclases de IgG, la IgG3 es la mas activa, seguida por la IgG1 e IgG2 (en este orden). La activación
inmunológica ocurre a través de la combinación del primer componente del complemento (C1) con un sitio
localizado en la región Fc. de la molécula de IgG o de IgM. (2)
La vía clásica puede tener activación no inmunológica por un numero de substancias químicamente diversas,
incluyendo el DNA, la proteína reactiva C y ciertas membranas celulares y enzimas semejantes a la tripsina.
La activación ocurre por combinación directa de C1 con estas substancias o en el caso de las enzimas como la
enzima fibrinolitica plasmita, por ataque proteolitico directo sobre la molécula de C1. (2)
La vía clásica comprende los pasos de reacción de los componentes primero (C1), segundo (C2), tercero (C3)
y cuarto (C4) del complemento. La vía puede subdividirse en 2 unidades funcionales: la primera es la
activación del primer componente C1 y la segunda la generación de 2 enzimas relacionadas con el complejo
del complemento, C4b, 2a y C4b, 2ª,3b. (2)
C1: Las etapas que intervienen en la activación del C1 después de la unión al agente actívante o después del
ataque proteolitico constituyen la primera unidad funcional de la vía clásica del complemento. El C1 se
compone de 3 moléculas proteicas distintas denominadas C1q, C1r y C1s, que son mantenidas unidas por un
enlace dependiente del calcio. Este se encuentra en la circulación con una firme macromolécula
C1q−C1r−C1s y las subunidades individuales solo se encuentran en situaciones patológicas. No obstante, C1
puede ser disociado y reasociado con facilidad por eliminación y reposición de los iones de calcio. El C1q
tiene un peso molecular de 400,000: electroforeticamente es una de las proteínas mas cationicas del suero
humano. Es una proteína singular, ya que su estructura es químicamente muy semejante a la de la colágena o
de la membrana basal. A semejanza de la colágena, contiene grandes cantidades de glicina y de los
aminoácidos hidroxilazos hidorxiprolina e hidroxilisina y un contenido importante de carbohidratos
constituidos en gran parte por residuos de glucosa y galactosa pegados en forma de unidades de disacáridos, al
radical hidroxilo de la hidroxilisina.(2)
La molécula de C1q porta los sitios que permiten que la molécula C1 se fije a la región Fc. de la moléculas de
IgG e IgM y es capaz de combinarse aproximadamente con 6 moléculas de IgG. Los sitios de combinación de
IgG e IgM parecen estar asociados con las subunidades globulares periféricas de la molécula de C1q. (2)
El C1r es una Beta−globulina con un peso molecular de 190,000. Después de la fijación de C1 a los
activadores a través de C1q, se forma [Ac] C1 y C1r adquiere la capacidad para activar enzimaticamente a
C1s. Se requieren la integridad de la macromolécula de C1 y los iones de calcio para este proceso. (2)
El C1s es una alfa−globulina con un peso molecular de 87,000. Después de la ruptura de un solo enlace
peptídico en la molécula de C1s por C1r, C1s adquiere actividad enzimática proteolitica. La enzima generada
de novo es del tipo de la serinesterasa y, por lo tanto, es inhibida por análogos del diisopropilfluorofosfato. El
sitio enzimático esta localizado en la cadena mas pequeña de las 2 cadenas producidas por la activación
proteolitica de las moléculas; estas cadenas están ligadas entre si mediante puentes disulfuro. Al generarse la
enzima C1s, la fase inicial de la vía clásica del complemento queda completa y los reactivos iniciales
incluyendo el antigeno, el anticuerpo, C1q y C1r ya no son necesarios para el progreso de la reacción del
complemento.(2)
El C1s activado en C1 media a la fase siguiente de la reacción del complemento: la formación de la enzima
4
clave del complemento {Ac} C4b, 2a en la superficie del activador. El [Ac] C4b, 2a se forma de los
fragmentos mas grandes de C4 y C2. (2)
C4 y C2: El C4 es una B1−globulina con un peso molecular de 206,000 y C2 es una B1−globulina con un
peso molecular de 117,000. La formación de este complejo bimolecular de C2 y C4 ocurre después de que
ambas moléculas han sido desdobladas por C1s o C1. En el caso de C4, C1 rompe un solo enlace peptídico
localizado en la cadena mas grande de las 3 cadenas polipeptídicas de esta molécula, la cadena. Esta reacción
conduce a la formación o generacion de un sitio lábil de fijación en el fragmento mayor de C4, C4b, el cual lo
capacita para unirse a los activadores por un periodo breve después de su generacion. Recientemente, se ha
demostrado que la cadena de C4, al igual que la de C3 que contiene un enlace tioester interno del cual no se
tenían antecedentes, formando entre un residuo glutámico y uno cisteinico. Es probable, en analogía a C3, que
la ruptura de la cadena mediada por C1 sea seguida de la hidrólisis inducida por la tensión del enlace tioester.
Esto podría permitir al grupo reactivo acilo del residuo glutámico formar un enlace covalente con un hidroxilo
reactivo o un grupo amino sobre la superficie del activador. El C4a, pequeño péptido producido porque C1
rompe a C4, tiene actividad biológica. La ruptura de C2 por C1 también genera de C2, C2a, cuya composición
química es desconocida, el cual le permite fijarse a C4b. también se requieren iones de magnesio para la
formación del complejo C4b, 2a. El peso molecular de C4b, 2a es de 280,000. La formación de C4b, 2a no es
un proceso eficiente; la mayoría de la moléculas de C2 y de C4 en esta reacción pierden sus sitios lábiles de
fijación, antes de logar la unión con las membranas o entre si y de difunden como productos inactivos de
reacción. (2)
El C4b, 2a es una enzima proteolitica que asume el papel de continuar una reacción progresiva del
complemento y los componentes que reaccionan al principio ya no son requeridos después de que ha sido
formado. También llamado convertasa de c3, desdobla y por ello activa el siguiente componente reaccionante
de la serie, C3. El sitio enzimático reside en la fracción C2 del complejo. (2)
C3: Este substrato de C4b, 2a, es una B1−globulina con un peso molecular de 185,000. Es desdoblado en un
solo sitio localizado cerca del amino terminal de la cadena mayor () de la molécula. El más pequeño de los 2
fragmentos resultantes, C3a, es un péptido biológicamente potente. Un sitio de enlace lábil es generado en el
fragmento mayor, C3b, lo cual permite a esta molécula insertarse en las membranas en sitios cercanos, pero
distintos, de aquellos utilizados por el anticuerpo y C4b, 2a. La naturaleza química del sitio lábil de fijación se
ha fijado recientemente. (2)
La vía clásica del complemento consiste, por lo tanto, en una serie de acciones reciprocas enzima−substrato y
proteína−proteína que conducen a la formación sucesiva de diversas enzimas del complemento. Se debe
hincapié en que las reacciones involucradas son altamente específicas y que no han sido halladas otras
moléculas que puedan sustituir a los componentes requeridos del complemento. Además, como las reacciones
están enzimaticamente mediadas, hay un recambio considerable de moléculas de C2, C3, C4 y C5 en las
etapas respectivas de reacción y una acumulación de productos libres de la reacción en el plasma. Debido a
que algunos de estos productos de reacción tienen actividad biológica, resulta evidente que un estimulo
relativamente pequeño para la activación del complemento puede conducir a la generacion considerable de
estos productos biológicamente activos. (2)
La vía de lectina
Las lectinas son proteínas que reconocen blancos de carbohidratos especificos y se unen a ellos. (Puesto que la
lectina que activa el complemento se une a unos residuos de manosa, algunos autores la designan como vía
MB−lectina o vía lectina de unión de manana). Al igual que la vía alternativa, la activación de la vía de lectina
no depende de anticuerpos. Sin embargo, el mecanismo es más similar al de la vía común, porque después de
iniciarse prosigue a través de la acción de C4 y C2 para producir una convertasa de C5. (1)
La vía de lectina se activa por la unión de lectina que une manosa (MBL) a residuos de manosa en
5
glucoproteinas o carbohidratos en la superficie de microorganismos, incluidas ciertas cepas de Salmonella,
Listeria y Neisseria, además de Cryptococcus neoformans y Candida albicans. La MBL es una proteína de
fase aguda que se produce en respuestas inflamatorias. Su función en la vía del complemento es similar a la
de Clq, a cuya estructura se asemeja. Después de unirse MBL a la superficie de una célula o patógeno, lo
hacen a MBL porretazas de serina relacionadas con MBL, MASP−1 y MASP−2. El complejo activo formado
por esta vinculación causa segmentación y activación de C4 y C2. Las proteínas MASP−1 y MASP−2 tienen
similitudes estructurales con C1r y C1s e imitan sus actividades. Esto significa que la activación de los
componentes C2−C4 para formar una convertasa de C5 sin necesidad de unión de anticuerpo específico
representa un mecanismo innato de defensa importante comparable a la vía alternativa, pero que utiliza los
elementos de la vía común, excepto las proteínas C1. (1)
La vía alternativa
La vía alternativa fue originalmente descrita como el sistema de la properdina, un grupo de proteínas
involucradas en la resistencia a la infección, sistema que era semejante al complemento, pero diferente de el.
Se encontró que el sistema de la properdina intervenía en la destrucción de ciertas bacterias, en la
neutralización de algunos virus y en la lisis de los eritrocitos de enfermos con hemoglobinuria paroxística
nocturna. El sistema no parecía requerir de anticuerpos especificos. Varios de los factores involucrados en el
sistema fueron identificados y aislados en un estado parcialmente purificado. Estos incluían la properdina, el
factor A, una proteína de alto peso molecular semejante en ciertas propiedades a C4 que era destruida por el
tratamiento del suero con hidracina, y una sustancia termolábil (factor B) que era semejante a C2, pero distinta
de el. Las investigaciones indican que la recientemente identificada vía alternativa de la activación del
complemento es, de hecho, idéntica al sistema de la properdina descrita anteriormente. La properdina fue
aislada y se hallo que era una glucoproteina con un peso molecular de 220,000. (2)
La activación de la vía alternativa se realiza de la manera diferente a la de la vía clásica. Un requerimiento
inicial para la activación es la presencia de C3b, el cual es sin duda generado en forma continua en cantidades
pequeñas en la circulación. Esta activación se produce muy probablemente después de la ruptura inducida por
agua del enlace tioester en C3, formando así C3*, el cual reacciona con los factores B y D para generar un
encima de fase liquida capaz de fragmentar a C3 en C3a y C3b. (2)
La vía alternativa también puede ser activada por una proteína aislada del veneno de cobra. Al parecer esta
proteína representa el C3b de la cobra. Esta sustancia ha sido usada extensamente para disipar la actividad del
complemento in vivo con la finalidad de estudiar su función biológica. Esta proteína, el factor veneno de
cobra, forma un complejo firme con el factor B en presencia de los iones de magnesio. El factor B, levemente
alterado por la incorporación en el complejo, es susceptible de ser desdoblado y activado por el factor D. así
se genera una encima desdoblante de C3. (2)
Las tres vías del complemento convergen en el complejo de ataque de membrana
La secuencia terminal de activación del complemento incluye C5b, C6, C7, C8 y C9, que interactúan de
manera secuencial para formar una estructura macromolecular denominada complejo de ataque de membrana
(MAC). Este complejo forma un conducto grande a través de la membrana de la célula blanco que permite
que se difundan iones y moléculas pequeñas con libertad a través de la membrana. (1)
El resultado final de la activación de las vías común, alternativa o de lecitina es la producción de una
convertasa de C5 activa. Esta encima segmenta C5, que contiene dos cadenas proteinicas, alfa y beta. Después
de la unión de C5 al componente C3b no enzimático de la convertasa se segmenta la terminal amino de la
cadena alfa. Esto crea el fragmento pequeño C5a, que se difunde, y el fragmento C5b grande, que se une a la
superficie de la célula blanco y proporciona un sitio de unión para los componentes subsecuentes del complejo
de ataque de membrana. El componente C5b es en extremo lábil y se inactiva en el transcurso de dos minutos
a menos que se una a C6 y estabilice su actividad. (1)
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Hasta este punto, todas las reacciones del complemento se llevan a cabo en la superficie hidrófila de
membranas o en los complejos inmunitarios en la fase liquida. A medida que se une C5b6 a C7, el complejo
resultante experimenta una transición estructural hidrófila−anfifila que expone regiones hidrófobas que sirven
como sitios de unión para fosfolipidos de membrana. Si la reacción ocurre en la membrana de una célula
blanco, los sitios de unión hidrófobos permiten que se inserte el complejo C5b67 dentro de la bicapa
fosfolipida. Sin embargo, si la reacción tiene lugar en un complejo inmunitario u otro superficie de activación
no celular, entonces lo sitios de unión hidrófobos no pueden fijar el complejo y se libera. Los complejos
C5b67 liberados pueden insertarse en la membrana de celular cercanas y mediar lisis de testigo virgen. En
condiciones normales, las proteínas reguladoras impiden que suceda lo anterior, pero en ciertas enfermedades
el daño celular y tisular puede ser efecto de la lisis del testigo virgen. (1)
La unión de C8 a C5b67 unida a la membrana un cambio de conformación de cC8, de tal manera que sufre
una transicion estructural hidrófila−anfifila que expone una región hidrófoba interactuarte con la membrana
plasmática. La etapa final en la formación del MAC es la polimerización de la producción de C9, una
molécula parecida a perforina, al complejo C5b678. pueden unirse y polimerizarse hasta 10 a 17 moléculas de
C9 por un solo complejo C5b678. durante la polimerización, las moléculas de C9 experimentan una transición
hidrófila−anfifila, de tal forma que también puede insertarse en la membrana. El MAC terminado, consiste en
un complejo C5b678 rodeado por un complejo poli−C9. Debido a que los iones y moléculas pequeñas pueden
difundirse con libertad a través del conducto central del MAC, las células no pueden conservar su estabilidad
osmótica y se destruye por la entrada de agua y la perdida de electrolitos. (1)
Funciones de los factores del complemento
Estas funciones las realizan moléculas producidas durante el proceso de activación: (3)
• Factores producidos en la vía clásica C4a: Tiene una acción quimiotactica, pero de muy baja potencia
si se compara al C3a y al C5a. parece promover la adherencia inmunológica, proceso por el cual
células o plaquetas se adhieren a los a.C. cubiertos con Ac, para facilitar el que sean fagocitados. (3)
• C4b: es capaz de neutralizar virus.(3)
• C2b: bajo la acción del alamín, el C2b genera moléculas con poderosa acción del tipo de las timinas,
llamadas C2 mininas y que inducen la liberación de histamina por parte de los más tocitos. La C2
minina incrementa la permeabilidad capilar en grado casi igual a la histamina pero sin sus otras
acciones. Juega además un papel importante en los edemas angioneuroticos tanto congénitos como
adquiridos.(3)
• C3a y C5a: son quimiotacticos, atraen leucocitos y son anafilotoxides por excelencia, especialmente
el C5a. se trata de cadenas de 74 a 77 aminoácidos que al perder el aminoácido 74 deja descubierta en
su terminación carboxílica una arginina con lo cual adquieren una actividas espasmo génica, es decir,
inducen contracción de musculatura lisa. Esta acción de rápidamente inactivada por la
carboxilpeptidasa B que remueve la arginina.(3)
El C5a es de 10 a 20 veces mas activo que el C3a. El C5a es potente quimiotactico, activa los neutrofilos,
provoca la producción de leucotrieno B4, induce la de granulación de los más tocitos, y produce contractura
de los músculos lisos. Además, activa el sistema la coagulación al inducir la producción del activador de la
tromboplastina.(3)
• C1q: el C2y algunos de los fragmentos del C3 asociados a la molécula CD19, actúan sobre los LB
para estimular la producción de Ac.(3)
• C3b: tienen múltiples sitos para unirse a otros factores del complemento como properdin (P), a los
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factores H, B e I y al receptor CR1, características que le permite cumplir una serie de funciones
importantes.(3)
Receptores para el complemento
En los últimos años se ha intensificado el estudios de los receptores del complemento que poseen las células
del organismo y en especial las del sistema inmunitario. Se has esclarecido las funciones de varios de ellos así
como la patología que se origina por su carencia o deficiencia genética.(3)
• Receptor C1q: se une a moléculas de C1q, manán, surfactam y coaglutininas. Esta presente
especialmente en PMN y activa su respuesta oxidativa.(3)
• El receptor CR1: reacciona con las fracciones C3b/C4b, se conoce en la nueva nomenclatura de
receptores de membrana de las células del sistema inmunitario como CD35. es una glucoproteina de
membrana de 25 kD presente en eritrocitos, fagocitos, LsB y en células dendriticas y en tejidos como
el glomérulo renal. Estas codificada en genes del cromosoma 1 y tiene cuatro variaciones alo típicas.
Cada eritrocito tiene unas 500 moléculas de CR1. Sus funciones son promover la adherencia de las
células que lo poseen en su membrana cuando es activado el complemento; en los eritrocitos del C3b
obra como inactivado y hace del glóbulo rojo un transportador de complejos inmunes hacia el sistema
reticuloendoterial.(3)
• Receptor CR2: conocido también como CD21, reacciona con el C3d, C3dg e ic3b y esta presente en
los LsB y en las células reticulares de los folículos de los ganglios linfáticos. Este receptos, cuya
función no esta aun determinada, es igualmente el receptor para el virus de Epstein−Barr.(3)
• Receptor CR3: integrado por las moléculas CD11a, b y c, y por la CD18, esta presente en PMN, Møs
y linfocitos granulares. Reacciona con el iC3b, y tiene que ver con la adhesividad celular. Su carencia
se relaciona con desprendimiento tardío del cordón umbilical, susceptibilidad a infecciones,
leucocitosis persistente y periodontitis progresivas: síndrome conocido como deficiencia de la
adhesividad de los leucocitos (LAD tipo l).(3)
• Receptor CR4 (CD18/11c): presente en Møs, neutrofilos, plaquetas y LsB. Reacciona con las
moléculas. Activa la fagocitosis por Møs. (3)
• Receptor C5a: es un receptor que capta las moléculas C5a en la activación del complemento, estas son
poderosamente quimiotacticas para PMN e inducen la liberación de las encimas almacenadas en sus
granulos e inician la producción de aniones de súper oxido.(3)
Control de la actividad del sistema del complemento
De la misma forma que el sistema de la coagulación es controlado por el de fibrinolisina el complemento es
frenado en su acción por una serie de mecanismo enzimáticos, una vez que se han logrado los niveles
necesarios de actividad. Además del catabolismo normal de los factores del complemento, que han adquirido
actividad enzimático, existen varias proteínas reguladoras que se agrupan en tres categorías diferentes:
inhibidoras, que previenen la activación de varios de los factores del sistema; reguladoras, que desactivan
algunos de los factores y por ultimo proteínas protectoras de las células normales de los tejidos.(3)
• Inactivador del C1: se trata de una enzima que inhibe la actividad enzimático del factor C1 e impide la
función del factor Hageman activado. Cuando esta ausente por deficiencia genética, se presenta una
enfermedad llamada edema angioneurotico hereditario y que se debe a una hiperproduccion de
moléculas con actividad vasodilatadora que incrementa la permeabilidad capilar.(3)
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• Cofactor proteico de membrana (MCP) o (CD46): Actúa sobre el C4b y el C3b.(3)
• Proteínas reguladoras del complemento: Son las proteínas ligadoras del C4, el inactivador de las
anafilotoxinas, el acelerador del inactivador del C3b o factor H, el Factor l y el inactivador del
C5b.(3)
• Inactivador de las anafilotoxinas: Es una carboxilpeptidasa de 310 kD que desactiva las moléculas
C3a, C4a y C5a al removerles la arginina terminal.(3)
• Acelerador del inactivador del C3b o factor H: es una cadena polipéptido de 150 kD, que acelera la
disociación del complejo C3biBb.(3)
• Proteína ligadora del C4 o factor l: Es una molécula heptomerica que al microscopio electrónico se ve
en forma de araña y que acelera el catabolismo del C4b2a y del iC3b.(3)
• Inactivador del C5b: Se conoce también como proteína−S o vitronectica. Inactiva el sistema
impidiendo la unión del C5b a la membrana celular.(3)
• Proteínas protectoras: Incluyen el factor acelerador del catabolismo (DAF), identificado como la
molécula CD55 o factor inhibidor de la lisis ( MIRL); el factor restrictor de homologia (HRF) y el
CD59. Estos factores se anclan a la membrana por medio del glucosilfosfatidilinositol (GPI) y en
conjunto protegen las células no blanco al inhibir la convertasa del C3. La carencia del GPI es
responsable de la hemoglobinuria paroxística nocturna, entidad en la cual un clono de eritrocitos que
carece del GPI experimenta la activación del complemento en su membrana y por consiguiente la lisis
celular.(3)
• Factor acelerador del catabolismo (DAF CD55): Inhibe la asociación del C4b al C2. Se encuentra en
las membranas de los leucocitos y células endoteliales y los protege de la acción del complemento,
además impide que el complejo C5b7 se fije a la membrana de las células.(3)
• Clusterin, SP−40,40: Inhibe la formación del complejo de ataque a la membrana.(3)
• Factor inhibidor de lisis (MIRL) o CD59: Se une al complejo C5b678 e impide que el factor 9 se
pueda incrustar a la membrana. La molécula MIRL cubre el complejo C5b678 e impide que se unan
las 6 moléculas de C9.(3)
Para controlar el complemento en procesos inflamatorios se están evaluando compuestos endogenos
inhibidores como el inhalado del C1 (C−INH), o receptores recombinantes solubles para factores del
complemento, o Acs, contra el CD44 y el CD59 para evitar la acción del complejo de ataque a la
membrana.(3)
Complemento e Inflamación
• Movilización de leucocitos: El fragmento C3e, derivado del catabolismo del C3 es en parte
responsable de la movilización de leucocitos de la medula ósea hacia el torrente circulatorio. El C3a y
el C5a promueven la migración o salida de neutrofilos de los vasos hacia los tejidos.(3)
• Anafilaxis: Las fracciones C4a, C3a y C5a se denominan también anafilotoxinas, porque inducen la
liberación de histamina a partir de los mas tocitos, incrementan la producción de eicosanoides y
producen contracturas de los músculos lisos.(3)
• Inmovilización de los leucocitos: El factor Ba de la vía alterna inmoviliza los Møs en el sitio al cual
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fueron atraídos por el C5a.(3)
Actualmente se investiga la participación del complemento en los procesos inflamatorios del sistema nervioso
central y la manera de neutralizarlo.(3)
Las funciones biológicas del sistema de complementos se incluyen en dos categorías generales: lisis celular
por el MAC, y los efectos biológicos de los fragmentos proteoroliticos del complemento. Los factores
derivados del complemento afectan a diversos fenómenos en inflamación aguda(4):
• Fenómenos vasculares: C3a, C5a y C4a son los productos de fragmentación ed los componentes del
complemento. Estos productos incrementan la permeabilidad vascular y produce vasodilatación
principalmente mediante la liberación de histamina desde los mas tocitos: C5a también activa la vía
de la lipocigenasa del metabolismo del acido araquidonico (AA) en los neutrofilos y monolitos, dando
lugar a un incremento en la liberación de mediadores inflamatorios. (4)
• Adhesión, quimiotaxis y activación de los leucocitos: C5a es un potente agente quimiotactico para
neutrofilos, monolitos, eosinofilos y vasofilos. También incrementa la adhesión de los leucocitos al
endotelios mediante la activación de los propios leucocitos y el aumento de la intensidad de unión de
las integrinas de superficie a su ligador endotelial.(4)
• Fagocitosis: C3b y C3bi, cuando se fijan a la pared celular bacteriana, actúan como opsoninas y
favorece la fagocitosis por parte de neutrofilos y macrófagos, que presentan receptores para C3b en su
superficie.(4)
Entre los componentes del complemento, C3 y C5 son los mediadores inflamatorios más importantes. Su
importancia queda resaltada por el hecho de que pueden ser activados por diversas encimas proteo líticas
presentes en el exudado inflamatorio. Entre ella se encuentra la plasmina y encimas lisosomales liberadas por
los neutrofilos. Por tanto, el efecto quimiotactico, del complemento y los efectos de activación del
complemento que inducen los neutrofilos pueden instaurar un ciclo autoperpetudo de migración de
neutrofilos. (4)
Complemento e Infecciones
El complemento juega un papel muy importante en la defensa contra infecciones. El factor C3, producto del
catabolismo del C3b, permite la salida PMN de la medula a los vasos. El C5a promueve la marginación y
adhesión de estas células al endotelio vascular y su paso a los tejidos y llegada al lugar de la infección.(3)
El C3b adherido a bacterias estimula la fagocitosis. Una molécula de este factor reemplaza 100 de Ac. El C5a
activa el metabolismo oxidativo de los PMN.(3)
Los factores de C3b1, C3b y C5a estimulan la síntesis de varias citoquinas como el TNF y el GM−CSF que a
su vez activan la fagocitosis. Por este mecanismo indirecto, el complemento facilita la ingestión del
Cryptococcus neoformans, que no es atacado directamente por el complemento. Igualmente activa por la
misma vía a los PMN para que fagociten plasmodios.(3)
Microorganismos como el gonococo y el meningococo pueden ser destruidos por el complemento en ausencia
de PMN. La mayoría de las cepas de Staphilococcus albus y Epidermitidis activan la vía alterna y pueden ser
fagocitadas en ausencia de Ac.(3)
Los neumococos tipo 1, 4 y 25 activan la vía alterna, no así los 2, 3, 14 y 19. Los neumococos pueden ser
fagocitados si hay C3b adheridos a ellos aun en ausencia total de Ac.(3)
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Algunos microorganismos usan el complemento en sus procesos de patogenidad. Así el virus de Epstein−Barr
entra a los LsB por medio del Cr2. Las microbacterias fijan la enzima C2a en su membrana para clivar el C3.
Fijan igualmente el C3b generado, con el cual se unen al Cr3 en la membrana de los Møs. El Schistosoma
produce una molécula similar a la CD59 con la cual inhibe la formación del complejo de ataque a la
membrana.(3)
Complemento y respuesta inmune humoral
El complemento juega un importante papel en modular la respuesta inmune humoral específica. La carencia
de C3 impide la producción de lgG y la unión del C3d al receptor CD21 de Lsb incrementa hasta en 1000
veces la respuesta de producción de Acs.(3)
Participa en señales de supervivencia de Lsb en los centros germinales, así como en el desarrollo de Lbs de
memoria a través del C3d y su ligando en los FdC. Igualmente influyen la tolerancia de los LsB hacia Ags
propios.(3)
Consecuencias biológicas de la activación del complemento
El complemento sirve como un mediador importante de la reacción humoral porque amplifica la respuesta y la
convierte en un mecanismo de defensa eficaz para destruir microorganismos invasores. El MAC media la lisis
celular, en tanto que otros componentes del complemento o productos de segmentación participan en la
reacción inflamatoria, la opsonizacion de antigenos, la neutralización viral y la depuración de complejos
inmunitarios.(1)
Gran cantidad de las actividades biológicas del sistema del complemento dependen de la unión de fragmentos
del complemento a receptores de el, que expresan diversas células. Además, algunos receptores del
complemento tienen una función importante en la regulación de la actividad del complemento por la unión de
componentes del complemento, activo desde el punto de vista biológico, y su degradación en productos
inactivos. (1)
El complejo de ataque de membrana formado por la activación del complemento puede lisar bacterias
gramnegativas, parásitos, virus, eritrocitos y células nucleadas. Puesto que las vías de activación alternativas y
de lectinas suelen ocurrir sin ninguna interacción inicial de antigeno y anticuerpo, estas vías sirven como
defensas inmunitarias innatas importantes contra microorganismos infecciosos. La necesidad de una reacción
inicial de antigeno y anticuerpo en la vía común completa estas defensas innatas inespecíficas con un
mecanismo de defensa mas especifico. En algunos casos, la necesidad de anticuerpo en el fenómeno activador
pueden proporcionarla los llamados anticuerpos naturales, que se secretan contra componentes comunes de
microbios.(1)
Por lo general, el sistema del complemento es muy eficaz para lisar bacterias gramnegativas. Sin embargo,
algunas de estas ultimas y la mayor parte de las bacterias grampositivas tienen mecanismos para evitar el daño
inmediato por complemento.(1)
Con frecuencia, la cascada del complemento se considera en términos del resultado final de lisis celular, pero
varios pépticos que se generan durante la formación del MAC tienen una función decisiva en el desarrollo de
una reacción inflamatoria eficaz. Los fragmentos mas pequeños que resultan de la segmentación del
complemento, C3a, C4a, C5a, llamadas anafilatoxinas, se unen a receptores en células sebadas y basofilos
sanguíneos e inducen desgranulacion, con liberación de histamina y otros medidores con actividad
farmacológica. Las anafilatoxinas inducen asimismo contracción de músculo liso y aumentan la
permeabilidad vascular. Por lo tanto, la activación del sistema de complemento tiene como resultado el
ingreso de liquido que lleva anticuerpo y células fagocíticas al sitio de entrada de antigeno.(1)
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La importancia del sistema del complemento en la eliminación de complementos inmunitarios se observa en
pacientes con la enfermedad auto inmunitaria Lupus Eritematoso Sistemático (LES).(1)
Deficiencia de complemento
Se han descrito deficiencias genéticas para cada uno de los componentes del complemento las diferencias
homocigotos en cualquiera de los componentes tempranos de la vía común (C1q, C1r, C1s, C4 y C2)
muestran síntomas similares, en especial un incremento notable de enfermedades por complejos inmunitarios
como Lupus eritematoso sistemático, glomerulonefritis y vasculitis. Estas deficiencias destacan la importancia
de las reacciones tempranas del complemento en la generacion del C3b y la función crítica de este ultimo en
la solubilizacion y depuración de complejos inmunitarios. Además de la enfermedades por complejos
inmunitarios, los pacientes con estas deficiencias de complemento pueden sufrir infecciones recurrentes por
bacterias piógenas (que forman pus), como estreptococos y estafilococos. Estos microorganismos son
grampositivos y, por consiguiente, resisten los efectos líticos del complejo de ataque de membrana (MAC).(1)
Estudios en seres humanos y animales de experimentación con deficiencias homocigotos en componentes del
complemento proporcionaron la principal información sobre la función de los componentes del complemento
individuales en la inmunidad. Estos hallazgos se extendieron de forma considerable por estudios en ratones
noqueados con ingeniera genética para suprimir la expresión de componentes del complemento específico.
Las investigaciones de la actividad del complemento in vivo en estos animales permitieron analizar el sistema
complejo de proteínas del complemento y asignar acciones biológicas precisas a cada uno. (1)
Conclusión
Tomando esta información como base se pudo determinar la importancia que posee el sistema de
complemento, ya que desempeña un papel importante en las enfermedades, como es el caso de enfermedades
neurológicas infecciosas, autoinmunes y degenerativas, donde se encuentra involucrado en su fisiopatología.
El sistema del complemento es un importante componente soluble del sistema inmunitario innato, está
compuesto por una serie de enzimas plasmáticas, proteínas reguladoras y proteínas que se activan en forma de
cascada, que dan lugar a la lisis celular.
Se pudo determinar que en el proceso del sistema del complemento existen cuatro vías importante, estas son:
la vía clásica de activación, que es estimulada por complejos inmunitarios antígeno−anticuerpo, la vía de
activación de la lecitina fijadora de manosa estimulada por los microorganismos con grupos terminales de
manosa, la vía alterna de activación, que es estimulada por microorganismos o células tumorales, y la vía
terminal, que es común para las tres primeras vías y origina el complejo de ataque de la membrana que lisa a
las células .
Se pudo determinar que el complemento ofrece protección contra la infección por bacterias piógenas y
favorece la eliminación de complejos inmunes y de productos de la inflamación.
Bibliografía
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interamericana.
2. Suites, D. ; Stobo, J. ; Wells, J. (1988). Inmunologia básica y clínica ( 6ta Ed). México, D.F. Editoral El
Manual Moderno.
3. Rojas, William. (2001). Inmunologia ( 12ª Ed). Colombia, Medellín. Corporación para investigaciones
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biológicas.
4. Robbins, S. ; Cotran, R. (2005). Patología estructural y funcional ( 7ma Ed). Madrid, España. Elservier
España, S.A.
Sistema del complemento
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