04 - Aula sist complemento

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Sistema Complemento
Universidade Federal de Rondônia
Departamento de Biologia
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Sistema Complemento (C’)
• O SC é um mecanismo efetor da 
imunidade humoral, tanto inata como 
adquirida, que tem papel importante na 
defesa do organismo contra as infecções. 
– Início de síntese no primeiro trimestre da 
vida fetal
– Produzidas no fígado e por macrófagos
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• O C’ é constituído por um conjunto de 
cerca de 20 proteínas solúveis no plasma
– Moléculas capazes de gerar poros na 
bicamada lipídica da célula-alvo 
– Moléculas regulatórias 
– 10 proteínas de membrana, que impedem a 
lesão de células próprias pelo 
complemento homólogo
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• Estas proteínas plasmáticas do 
complemento estão sob a forma de 
precursores inativos que são ativados por 
proteólise limitada 
– Gerando proteases que clivam as cadeias 
polipeptídicas dos componentes seguintes 
em dois fragmentos, sendo o menor 
designado “a” e o maior “b” (ex: C3 = C3a 
+ C3b).
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• A ativação do complemento se dá por três 
vias: 
– Clássica: interação com imunocomplexos
– Alternativa: interage diretamente com a 
superfície do microrganismo
– Lecitina ligante de manose (MBL): variante 
da via clássica que se inicia sem a 
necessidade de Ac, portanto, fazendo 
parte da imunidade inata
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Ativação do Sistema Complemento
• Na ativação do C’, o ponto central é a 
ativação da enzima C3-convertase, capaz 
de converter a proteína C3 em C3a e C3b
– Na via clássica e na MBL, a C3-convertase 
é um complexo ativo composto das 
proteínas C4b2a
– Na via alternativa, a C3-convertase é um 
complexo ativo composto por C3bBb
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• Ambas produzem grandes quantidades de 
C3b, que se une a superfície do 
microrganismo, formando então o início 
da reação em cadeia que leva a produção 
e adesão de mais moléculas de C3b
• Quando a C3-convertase se liga ao C3b, 
forma outra enzima ativa, a C5-
convertase, que catalisa a clivagem da 
proteína C5 e que dá início a produção do 
MAC
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Ativação do Sistema Complemento
Via Clássica
• A ativação da via clássica se inicia com a 
ligação da C1 com um imunocomplexo
– A C1 é um complexo de 5 proteínas 
estabilizadas por íons Ca++, formada por 
uma molécula C1q, duas C1r e duas C1s
– A fração C1q tem capacidade de se unir a 
fração Fc das imunoglobulinas sempre 
que estas estejam formando 
imunocomplexos
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• O próximo passo da reação é a clivagem 
da C4 pelo complexo ativo C1qr2s2, 
formando C4a e C4b
– O C4b se une a superfície microbiana para 
servir de sitio de ligação com a C2, 
formando o complexo C4bC2, próximo ao 
local de fixação do complexo C1
– A C2 deste complexo é clivada pelo 
complexo C1, formando então a C4b2a, 
que é a C3-convertase da via clássica
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• A C3-convertase, cliva moléculas de C3 
em C3a e C3b
– A C3b vai se unir a membrana do 
microrganismo, atuando também como 
núcleo focalizador para que continue a 
ativação do C’, provocando então a 
fixação de uma grande quantidade de C3b 
na superfície do microrganismo
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Ativação do Sistema Complemento
Via Alternativa
• A via alternativa é iniciada diretamente 
sobre a superfície dos microrganismos, 
alguns dias antes da ativação da via 
clássica
• O soro de um indivíduo em situação 
normal (ausência de infecção) produz 
continuamente uma ativação limitada de 
pequenas quantidades de C3b
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• Esta pequena produção ocorre por que a 
C3 pode sofrer hidrólise espontânea em 
água, gerando uma forma ativa chamada 
C3i
• A C3i constitui um sítio de ligação para o 
Fator B, gerando o complexo C3iB, sobre 
o qual atua o Fator D
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• O fator D cliva a porção B do complexo 
C3iB em Ba e C3iBb
– A C3iBb atua como uma C3-convertase em 
fase fluida que atua sobre as moléculas C3 
formando C3a e C3b
– Como esta C3b está diluída no soro, em 
contato com a água ela se hidrolisa, 
sofrendo inativação
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• Se no entanto, esta C3b diluída encontra 
alguma célula estranha ao organismo, ela 
se une de forma covalente ao 
microrganismo e inicia a reação de 
amplificação da via alternativa, que levará 
a produção de muitas moléculas C3b
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• Este C3b unido a membrana microbiana, 
atrai espontaneamente o Fator B, gerando 
então a C3bB, que por sua vez é substrato 
do Fator D
– O Fator D quebra o Fator B, gerando o 
complexo ativo C3bBb que é a C3-
convertase com a mesma atividade da C3-
convertase produzida pela via clássica
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• As C3-convertases geradas pelas duas 
vias de ativação, apesar de 
estruturalmente distintas, apresentam 
uma atividade proteolítica comum, que é 
clivar C3 em C3a e C3b. 
– O fragmento C3b gerado vai se combinar 
com a C3-convertase dando origem à C5-
convertase
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Ativação do Sistema Complemento
Via Lecitina (MBL)
• A via MBL, reconhecida recentemente 
como uma terceira maneira de iniciar a 
ativação do C’, consiste essencialmente 
de uma forma distinta de ativar os 
componentes C4 e C2 da via clássica
• Esta via começa pela ação de uma 
proteína de ligação com a Manose, que se 
trata de um componente estruturalmente 
semelhante ao C1q
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• A MBL se une preferencialmente aos 
extremos das cadeias de manose, frutose, 
e glicosamina de polissacarídeos ou 
glicoproteínas presentes na membrana de 
uma grande variedade de bactérias
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• De modo similar ao que acontece com o 
complexo C1, quando a MBL se conjuga 
com esses carboidratos, sofre uma 
alteração conformacional que por sua vez 
ativa uma serino-protease chamada MASP
– Quando ativada, a MASP atua 
seqüencialmente sobre C4 e C2 para 
produzir uma C3-convertase idêntica a 
produzida pela via clássica de ativação
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Via lítica e Complexo de Ataque a 
Membrana (MAC)
• A fase final da ativação e fixação do C’
consiste em essência na formação de 
uma C5-convertase, que ao romper 
enzimaticamente uma molécula C5, 
desencadeia a formação do Complexo de 
Ataque a Membrana (MAC) na superfície 
do microrganismo
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• A C5-convertase tanto da via clássica 
quanto da via MBL se forma por uma 
união covalente de uma unidade C3b com 
um complexo C4b2a para gerar a C4b2a3b
• Na via alternativa, a C5-convertase é 
formada pela união de uma nova C3b a 
C3b que faz parte da C3-convertase: 
– C3bBb3b
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• Estas duas convertases atuam da mesma 
forma:
– Catalisam a ruptura de C5 em C5a e C5b, 
que se une a superfície microbiana 
– A partir da produção do C5b, todas vias de 
ativação do C’ confluem para a mesma 
seqüência de ações
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• Uma vez que o C5b se adere ao 
microrganismo, vão se aderindo ordenada 
e sequencialmente uma série de 
componentes do sistema C’:
– O C5b se une ao C6 e a uma C7, 
resultando no complexo C5b67
– Então acontece uma transição que faz com 
que o C7 se funda a membrana do 
microrganismo
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• Esta transição possibilita o acoplamento 
de uma molécula de C8 ao complexo e 
finalmente, mais 14 moléculas de C9
– Estas moléculas de C9 se arranjam entre 
sí formando uma estrutura chamada poli-9, 
que forma um canal “oco” que atravessa a 
membrana lado a lado
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• O conjunto C5b678poli-9 é o que constitui 
o chamado complexo de ataque a 
membrana (MAC), cujo efeito é produzir 
um notável desequilíbrio osmótico no 
microrganismo
– Que leva a sua lise
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• A unidade funcional do MAC é um poro 
inserido na bicamada lipídica que 
interfere na propriedade de 
permeabilidade seletiva da membrana, 
– Permitindo a entrada de água, íons e 
pequenasmoléculas para o citosol da 
célula-alvo, 
– E distendendo a membrana além de sua 
capacidade elástica e levando à sua 
ruptura (lise). 
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• A maior parte deste efeito ocorre após a 
formação da poli-9, embora, antes da 
formação deste composto final, o 
complexo C5b678 já possui alguma 
atividade lítica
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SISTEMA COMPLEMENTO
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SISTEMA COMPLEMENTO
CONSEQÜÊNCIAS
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Lise
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Lise - M.E.
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Opsonização 
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Aumenta a fagocitose
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Remoção de complexos 
imunes
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Regulação do Sistema Complemento
• O C’é um sistema inespecífico que em 
princípio, poderia atacar o próprio 
hospedeiro
• Para evitar estes efeitos negativos, há 
vários mecanismos reguladores
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• A ativação da cascata do complemento e 
a estabilidade dos seus produtos ativos 
são finamente regulados 
– Para prevenir a ativação do sistema em 
células normais do hospedeiro
– E limitar a duração da ativação em células 
microbianas e dos complexos antígeno-
anticorpo. 
• Essa forma de regulação é mediada por 
proteínas circulantes e de membrana
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– Vários componentes do C’ ativado são 
muito lábeis em solução e se inativam por 
degradação rápida se estiverem a poucos 
nanômetros do local de interação com a 
célula microbiana
– Existência de um inibidor de C1, o C1Inh, 
que se une e inativa as porções C1r e C1s 
do complexo C1
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• Mas o grande ponto de controle está em 
evitar a formação da C3-convertase nas 
superfícies celulares do hospedeiro, pela 
ação das chamadas proteínas de controle 
do C’ (CCPs)
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Via clásica Via alternativa
DAF
CR1
Inibem a união de
C4b com C2
Inibem a união de
C3b com o fator B
CR1
MCP (mais fator 
I)
cofatores que 
promoven
aa degradação do C4b
São cofatores para 
degradação de C3b
Proteínas de controle do complemento
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• Outro importante ponto de controle 
consiste em evitar a formação de MAC em 
células próprias
– A Proteína S do plasma se funde ao 
complexo C5b67 fazendo com que esse 
não consiga se fundir as células 
adjacentes
– Se caso um complexo C5b678 ainda 
conseguir se fundir a uma membrana 
celular do hospedeiro, existe uma outra 
molécula chamada CD59 que se une a C8 
do complexo, evitando a formação da poli-
9 e do MAC
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• A ausência de componentes da via 
clássica e alternativa ou os passos finais 
podem resultar em deficiências de 
ativação do complemento, que podem ser 
herdadas ou adquiridas:
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– Deficiências genéticas nos componentes 
da via clássica: incluem C1q, C1r, C4 C2 e 
C3, sendo deficiência de C2 a mais comum 
em humanos. 
• Defeitos na ativação do complemento 
podem impedir que os complexos 
imunes sejam eliminados da circulação. 
• As deficiências de C3 estão associados 
com infecções bacterianas piogênicas.
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– Deficiências nos componentes da via 
alternativa: 
• Incluem a properdina e o fator D, que 
resultam no aumento da 
susceptibilidade à infecções com 
bactérias piogênicas.
– Deficiências nos componentes terminais 
do complemento: 
• Incluem C5, C6, C7, C8 e C9 também tem 
sido descritos
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– Deficiências nos receptores do 
complemento: 
• Incluem ausência do receptor tipo 3 do 
complemento (CR3) e CR4
• Causa uma aderência inadequada dos 
neutrófilos ao endotélio em sítios de 
infecção.
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– Deficiências nas proteínas regulatórias do 
complemento: 
• Estão relacionados com a ativação 
anormal do complemento e várias 
anormalidades clínicas. 
• A atividade proteolítica de C1r e C1s 
podem ser inibidas por uma proteína 
plasmática chamada de inibidor de C1 
(C1INH), 
–Que é uma serino protease que imita 
o substrato normal de C1r e C1s, 
bloqueando suas atividades