Sistema complemento

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Sistema Complemento
O sistema complemento foi observado pela primeira vez pelo Pfeiffer, esse pesquisador estudou a imunidade na vacina contra cólera, ele pegou camundongos imunizou-os com o vibrião da cólera (vibrio cholerae) que é a bactéria causadora da doença. Depois retirou o soro desses animais e pegava cultura de bactérias vivas e as misturava no soro. Ele observou que nos animais que haviam recebido a vacina, o soro era capaz de destruir as bactérias. Bom, o Pfeiffer, resolveu pesquisar se além dos anticorpos haveria mais alguma proteína do soro que fosse capaz de participar da destruição das bactérias. E para isso ele usou uma informação que já sabemos que os anticorpos são proteínas termoestáveis, ou seja, elas não são destruídas com o aquecimento. Então, ele coletou mias soro dos camundonogos imunizados e aqueceu esse soro a 56 graus por 30 min (a maior parte das proteínas termolabeis se desnatura a partir de 42 graus). Então, ele observou que quando ele pegava esse mesmo soro que tinha sofrido aquecimento e misturado com bactérias vivas, a capacidade que esse soro possuía de neutralizar essas bactérias era perdida, logo ele concluiu que para que essas bactérias fossem eliminadas havia necessidade dos anticorpos e de mais alguma proteína termolábel (que era destruída pelo aquecimento) que ele chamou de sistema complemento.
Conceito
O sistema complemento é um sistema formado por mais de 30 proteínas que serão encontradas solúveis no plasma, ou então ligadas à superfície de algumas células. Elas são sintetizadas no primeiro trimestre de vida fetal e produzidas no fígado, no hepatócito, e eventualmente por macrófagos. A codificação é feita pelos genes do MHC, particularmente pelos genes do MHC- c III.
 Muitas dessas proteínas que fazem parte do sistema complemento são chamadas de zimogênios, ou seja, proteínas que se encontram na forma inativa e que necessitam serem clivadas para serem ativadas e iniciarem o seu processo de atuação. Embora existam mais de 30 proteínas do sistema complemento, vamos estudar apenas as mais importantes. Essas proteínas são denominadas por letras, são elas: proteína B, proteínas que vão de c1 a c9 (c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8, c9), fator P, MBL-MASP e o fator D. As proteínas de c1 a c5 são zimógenos e então são clivadas geralmente em fragmentos a e b, com exceção da c1 que é clivada em c1q, c1r, c1s. As proteínas c6, c7, c8 e c9 não são clivadas e constituem o que chamamos de via efetora final comum do complemento ou MAC (complexos de ataque a membrana). Então essas são as proteínas mais importantes que temos no sistema complemento e elas vão constituir três vias de ativação diferentes do complemento: a via clássica, via das lectinas ou lecitinas e a via alternativa. 
A via clássica é ligada a imunidade específica ou adaptativa, enquanto a via lecitinas e a via alternativa são ligadas a imunidade inata. A via clássica depende, para o seu inicio de ativação, da presença do imunocomplexo ou complexo antígeno anticorpo. A via das lecitinas é uma via que depende da presença de manose na superfície de um microorganismo, de patógenos e como está ligada a imunidade inata ela acontece mesmo sem presença de anticorpos. Da mesma maneira, a via alternativa acontece também a partir da presença de componentes na superfície de microorganismo e não depende da formação de anticorpos. A sequência inicial da via clássica é c1, c4 e c2, a sequencia das lectinas é uma proteína chamada MBL-MASP, c4 e c2 e no caso da via alternativa é a proteína C3, a proteína B e o fator D. 
O que é importante antes de detalhar o funcionamento sistema, é perceber o seguinte, seja por qualquer via (clássica, lecitinas e alternativa), a ativação do sistema complemento embora vá acontecer por caminhos, por proteínas diferentes, essa ativação vai ser determinante nas três principais funções efetoras do complemento, que são recrutamento de células inflamatórias, opsonização de patógenos (assim como os anticorpos) e a lise de patógenos. Então, por caminhos diferentes, todas as vezes que o sistema complemento for ativado vamos ter esses três mecanismos efetores finais desencadeados. 
A via clássica
É aquela que se relaciona com o sistema adaptativo e vai acontecer pela ligação da proteína c1 ao complexo antígeno anticorpo ou imunocomplexo. Os anticorpos que fixam ou ativam o complemento são a IgM > IgG3> IgG1 >IGG2 e nós percebemos que a proteína que mais eficientemente faz esse processo de ativação é a IgM , isso acontece porque o complexo inicial de ativação do complemento é um complexo penta molecular, e a IgM é um pentâmero. Então, cada vez que eu tenho uma molécula de IgM ligada a um antígeno eu vou ter ativação do complemento com a formação de uma estrutura penta molecular (Ca2+ dependente) formada por uma molécula de c1q , duas moléculas de c1s e duas de c1r. Logo, participam mais de uma molécula de c1 no processo. 
Uma célula com antígenos (pontos vermelhos), onde o IgM está fixado, com 5 regiões Fc e 10 regiões Fab que são os sítios de ligação com os antígenos. Cada região Fab se liga a um antígeno e vem a molécula de c1qr2s2 que é um complexo penta molecular e encaixa perfeitamente nas regiões Fc do IgM. Então, a ligação do complexo ao IgM é mais eficiente do que a IgG que é um monômero. Pois são necessárias duas moléculas de IgG para fixar o complexo, enquanto uma molécula de IgM é suficiente para fixar o complexo e por isso existe diferença de habilidade de ativação do complexo. E assim forma-se o complexo antígeno anticorpo, que é o processo inicial de ativação. 
IgM
 
IgG
 
A partir da formação do complexo c1qr2s2, que é uma enzima lítica (observar barrinha em cima) que atua clivando c4. O c4, como todos os componentes do complemento, está passando pelo plasma, e a bactéria está ali ligada ao anticorpo. Então, na hora que o C4 passa por ali ele sofre a ação do componente c1qr2s2, que cliva o c4 em fragmento c4a (que sobra) e o c4b, que é o componente ativo, ele vai combinar com algum radical hidroxi ou amino que também está passando ali e vai se unir ao c2. Formando o c4bc2 ligado, que vai continuar sofrendo ação do complexo enzimático c1qr2s2, e aí o c2 vai ser clivado em c2b, que vai ser o único fragmento b que sobra, e em c2a, formando o c4bc2a. O c4bc2a, que é outro complexo enzimático (tem a barrinha) que passou a ser chamado c3-convertase, pois cliva c3 em c3a e c3b, que vai se unir, também na presença de radical amino ou radical hidroxi, a c3convertase, formando o c4bc2ac3b (também tem a barrinha) que é uma enzima, a c5 convertase, que cliva c5 em c5a e c5b, que se une a c5 convertase, formando o complexo c4bc2ac3bc5b ligado. 
Explicando novamente Tem o imunocomplexo que vai inicialmente gerar a clivagem de c1, formando o complexo c1qr2s2 que deposita na superfície da bactéria e que cliva molécula de c4 em c4a, que sobra, e c4b, que vai se ligar ao c2, na presença do radical hidroxi ou amino, formando assim o c4bc2 ligado. Aí atua novamente o complexo c1qr2s2 que cliva o c2 em c2a e c2b, que sobra. O c2a se une ao c4b e formou c4bc2a chamado de c3 convertase, que cliva o c3 em c3a, que sobra, e c3b, que se une a c3 convertase, formando c4bc2ac3b que é a c5 convertase, que clivou c5 em c5a, que sobrou, e c5b que se une a c5 convertase formando c4bc2ac3bc5b ligado.
Agora, na superfície da bactéria temos o c5b ligado a c5 convertase depositados, que é o complexo c4bc2ac3bc5b, e a ele vai se juntando os componentes finais que não são clivados, c6, c7 e c8. Eles vão empurrando, devido ao peso molecular, essa estrutura para dentro da membrana, formando pequenos buracos. E por último se liga o c9, que na realidade é mais de um, são polímeros de c9. E aí o furo que tinha começado com o c6, c7, c8 é aumentado pelo c9 que forma um poro, um buraco na parede celular do microorganismo. Por isso que esses componentes finais c6, c7, c8 e c9 são chamados de complexo de ataque a membrana, porque vão formar um poro na parede celular ou membrana citoplasmática dabactéria e vão destruir essa bactéria, pois à medida que vai sendo formado o poro, o citoplasma vai sendo extravasado e a bactéria morre. Dessa forma, podemos concluir que o MAC atua de forma semelhante à perforina que é produzida por células T citotóxicas (CD8+) e células NK. Ao induzir a formação de poros na membrana citoplasmática de células e microorganismos induz a lise osmótica dos mesmos. Então, é importante ressaltar que o anticorpo não mata bactéria nenhuma, ele propicia a ativação do sistema complemento que vai matar a bactéria.
A via das lecitinas
É uma via da imunidade inata ou alternativa, ela é similar a via clássica, porém não depende de anticorpos. Para que essa via aconteça basta que o microorganismo tenha manose (açúcar) em sua superfície. Para isso, quando tem a presença de manose, tem a proteína MBL (lecitina que se liga manose) que vai iniciar, deflagrar, essa via da lecitina. Esse complexo que sai ser formado vai atuar igualzinho ao c1q sem ter o c1q na jogada.
 A via das lecitinas começa com a proteína MBL se ligando na superfície de um microorganismo. Vamos supor então que entrou uma bactéria no corpo da pessoa e a pessoa não tem anticorpos ainda, é a primeira vez que ela está tendo essa infecção, e essa bactéria tem manose em sua estrutura. Então a MBL que está no sangue, se liga a manose, essa ligação leva a uma alteração conformacional dessa MBL, gerando o MASP que funciona como um complexo c1qr2s2, que vai clivar c4 em c4a c4b. O c4b se une com o c2. O complexo MASP atua de novo e libera o c2b, forma o c4bc2a, que á a c3-convertase, depois forma o c4bc2ac3c que é a c5-convertase e o resto é igual. A diferença é basicamente que não tem imunocomplexo, e que essa MBL ligada a manose, gera o MASP, que é um complexo que atua exatamente igual ao complexo c1qr2s2. 
É uma via importante, porque, por exemplo, nós aprendemos que as bactérias capsuladas escapam da fagocitose, então, como é que o macrófago vai fagocitar essa bactéria? Fácil, o anticorpo opsoniza. Mas e se for a primeira vez que a bactéria esta causando essa infecção naquela pessoa? Como é que ela vai fazer para gerar anticorpos que vão ajudar na opsonização? Essa bactéria tem que ser destruída, fagocitada e apresentada ao sistema imunológico. Essa via das lecitinas e a via alternativa fazem isso permitindo que a bactéria seja fagocitada e os restos dela sejam apresentados.
A via alternativa
Também é uma via ligada a imunidade inata, ela não depende da formação de imunocomplexos. É um pouco mais complicada em termos de ativação, pois na realidade não se sabe muito bem como ocorre o processo de ativação inicial. Acredita-se que essa via começa com o c3 e uma molécula de água sobre a superfície de alguma parede celular, membrana de microorganismo. E a partir daí entram os outros componentes de ativação.
Começou o processo, a bactéria entrou no organismo de alguém e está causando a infecção. A partir do c3 com a molécula de água ocorre a clivagem espontânea de c3, que vai liberar o c3a e ficar com o c3b, que junto com uma molécula de radical hidroxi ou amino, se une ao fator B, formando o c3bB ligado. Essa ligação sofre ação do fator D, que cliva o fator B em Ba, que sobra, e Bb, que forma o c3bBb. O c3bBb vai ser estabilizado se tornando uma ligação estável, para isso a propedina funciona como se fosse um durex junta os dois componentes, que fixa, estabiliza, formando então o c3bBb ligado que é a c3-convertase. Essa c3 convertase, vai atuar sobre mais c3 (alça de auto amplificação) que vai clivando mais c3 e assim liberando mais molécula, sendo esse um processo contínuo. Clivou o c3 em c3a e c3b, formando o c3bBbc3b, que é uma c5- convertase, que cliva c5 em c5a e c5b e forma o c3bBbc3bc5b. Aí, a partir da c5 convertase e c5b vem o c6, c7, c8 e por último c9, e forma um poro que vai entrando na membrana ate permitir o extravasamento, da mesma forma que nas outras vias. 
Esquema 
	
	Via Clássica
	Via das Lecitinas
	Via Alternativa
	Fator desencadeante
	
Imuno complexo
	
Manose
	Superficie de patogenos com água
	Complexo inicial
	C1qr2s2
	MBL-MASP
	C3bH2O
	C3 convertase
	C4bc2a
	C4bc2a
	C3bBb
	C5 convertase
	C4bc2ac3b
	C4bc2ac3b
	C3bBbc3b
	Via efetora 
final comum
	C5bc6,c7,c8,c9
	C5bc6,c7,c8,c9
	C5bc6,c7,c8,c9
Assim, podemos perceber que toda via tem um fator desencadeador, um complexo inicial, uma c3 convertase, uma c5 convertase e uma via efetora final comum. 
Funções 
Por três vias diferentes, tem três ações efetoras finais, uma é a lise de patógenos, provocada pela formação do complexo de ataque a membrana, que foi explicada até agora. 
A segunda via efetora é a via ligada a inflamação aguda, quimiotaxia de fagocitose é nessa função que entram os componentes que sobraram, ou seja, os produtos de clivagem do sistema complemento. São principalmente o c3a e c5a, que são, conhecidos como anafilotoxinas, o que significa que esses componentes induzem a degranulaçao de mastócitos e de basófilos. Essa degranulaçao vai liberar histamina que vai aumentar a permeabilidade e promover vasodilatação, contribuindo para a chegada de fagócitos no local da infecção. Esse é o processo de participação do complemento na inflamação aguda, que cursa com rubor, calor, edema e dor, pois tem, exatamente, histamina, que altera o calibre e a permeabilidade dos vasos sanguíneos, permitindo o processo chamado de quimiotaxia de fagócitos. 
A terceira função é a opsonização. Ela funciona da seguinte maneira: quando a gente explicou a opsonização mediada por anticorpos, o anticorpo se liga pela região Fc ao receptor TCR na membrana de macrófagos e se liga pela porção Fab as bactérias e ai o macrófago fagocita a bactéria. O macrófago tem também outro receptor na membrana que é chamado receptor para complemento do tipo1 (não confundir! não é receptor para c, nem para c1qr2s2, é um receptor do complemento tipo 1). Entao imagina o seguinte, esta passando um macrófago pela circulação, e ele tem esse receptor do tipo 1 na membrana, e temos também uma bactéria que tem na sua membrana ativado o complemento por qualquer via. Esse CR1 se liga toda vez que tiver c3b presente, depositado na superfície da bactéria ou de outro agente qualquer. Onde é que tem c3b? Eu tenho c3b na via alternativa (na c3 convertase e na c5 convertase), na via clássica (na c5 convertase) , e na via das lecitinas (também na c5 convertase). Então se eu tiver uma bactéria ou outro agente infeccioso qualquer com um complemento depositado na parede da membrana e eu tiver a molécula de c3b ali presente o macrófago se liga ele. Na hora que o macrófago faz essa ligação ele captura toda essa estrutura, fazendo uma faxina geral, retirando a bactéria, os restos dela e o complemento ligado a ela, e se tiver imunocomplexo ele também é retirado. 
Concluindo, a opsonização mediada pelo sistema complemento se dá pela ligação entre o CR1 para complemento presente na membrana do macrófago com molécula c3b na superfície de um patógeno. Sendo que a maior quantidade de c3b está na via alternativa, que é a mais associada a opsonização. 
Então agora entendemos as 3 funções do complemento, lise de patógenos, participação na inflamação aguda, e a participação na opsonização. Tem também uma outra função do complemento que é muito importante, que é essencial para o nosso organismo, é a função de remoção de imunocomplexos, também chamada de clearence ou clareamento de imunocomplexos. Entao, o clearence do imunocomplexo é o seguinte, esse receptor TR1 não é atributo só do macrófago não, pode ser encontrado em hemácias e plaquetas, e essas células se encarregam de levar os imunocomplexos formados na circulação sanguínea ate o baço e lá os macrófagos da polpa vermelha fagocitam esses restos todos. Então, CR1 é um receptor que também está presente nas hemácias e plaquetas que podem levar imunocomplexos formado no sangue até o baço onde serão retirados da circulação. Se o imunocomplexo persistisse no organismo, se não tivesse esse clearence,esse processo, se o imunocomplexo persistisse no organismo, teria ativação indefinida do sistema complemento por via clássica enquanto tivesse o imunocomplexo e as células do próprio organismo passariam a ser lesadas. Isso acontece em doenças auto imune. 
Por exemplo, o lúpus, que é quando você tem o anticorpo anti DNA caso tenha uma grande liberação de DNA da célula. Vamos supor, uma pessoa tem lúpus e vai para a piscina fica tomando sol a tarde inteira, ai a radiação ultravioleta destrói células, e quando destrói células o DNA fica exposto, e os anticorpos anti DNA vão formando imunocomplexos contra esse DNA. Ai o sistema de limpeza, de remoção, pode não dar conta realizar essa remoção, ou pode ser que a as pessoas que tem lúpus apresentam um defeito nesse processo de remoção, e então vai acumulando esse imunocomplexo nos vasos sanguíneos e o complemento vai sendo ativado, a formação desse complexo de ataque a membrana passa a lesar célula vascular, célula epitelial, causando a vasculite. Então, normalmente a falha de clareamento, do processo de remoção de imunocomplexo, pode causar doenças auto-imunes, como o lúpus, que se caracterizam pelo processo de vasculite, que é um dos fatores, não o único, evidentemente. E aí uma das maneiras de avaliar a atividade da doença, o lupus, é dosar os componentes do complemento no soro, se o valor normal dele estiver diminuido, significa que a pessoa não esta sintetizando, como ocorre em pacientes com problemas no fígado, ou que eles estão sendo gastos no processo de ativação. (Parou de explicar, falou que era muito para nós).
Receptores celulares para moléculas do sistema complemento
CR1: Ele se liga a c3b e pode ligar também a c4b. Logo, pode participar na fagocitose, na opsonização e pode favorecer, pela ligação principalmente nas hemácias e plaquetas, a remoção de imunocomplexos. De que são construidos os imunocomplexos? Restos celulares ligados a anticorpos, toxinas ligadas a anticorpos e microorganismo ligados a anticorpos. Então esse processo de remoção vai limpar o organismo, o CR1 faz esse processo, se os imunocomplexos não forem removidos eles podem se acumular nos órgãos e tecidos ocasionando lesões celulares pela hiperativação da via clássica do complemento caso isso comece a acontecer descontroladamente. 
CR2: Se liga a c3b, presente nas células dendriticas e atua ainda como co-receptor da célula b. (não confundir!! não é receptor para c2 de complemento, é receptor tipo 2)
C1qr: Esse se liga a c1q, está expresso nas células B, macrófagos, plaquetas e células endoteliais. Também possui a função de remoção de imunocomplexos. 
Proteínas regulatórias do complemento
Como que nos defendemos desse processo? Pois, teoricamente, cada vez que esse complexo de ataque a membrana é formado ele poderia também destruir a nossas células. Isso não acontece, pois temos em nossas células proteínas que nos protegem dessa destruição, as chamadas proteínas regulatórias do complemento. 
Inibidor do C1 (C1INH): Inibe a via clássica, se liga a c1r e c1s ativados impedindo a formação do complexo c1qr2s2. Quem tem deficiência genética desse receptor, cada vez que o complemento via clássica é ativado ele começa a ter interação daquelas anafilotoxinas, c4a e c2b que promove a vasodilatação, aumento da permeabilidade vascular, causando edemas generalizados que podem afetar a glote causando morte por asfixia nos casos mais graves. Então se a pessoa tiver uma misera amigadalite, no local em que está ocorrendo a infecção, vai sendo ativado complemento e vai começando acumular esses fragmentos de ativação ocasionando edema de glote.Porque não é alergia? Diferença do angioedema para o edema alérgico: no edema alérgico tem o anticorpo que medeia a alergia a Ige, e no angioedema não tem, a pessoa tem deficiência na produção dessa C1INH. 
Temos ainda fator H, fator DAF e o mais importante protectina (CD59) que evita a formação do MAC em células do hospedeiro. 
Então as nossas células, até certo ponto, conseguem se proteger. Porém, se o complemento começar a se acumular e for ativado descontroladamente esses mecanismos não vão dar conta. Então são vários mecanismos protetores que dispomos. 
Funções biológicas da ativação do complemento
Lise celular: alguém tem duvida? Formação do complexo de ataque a membrana.
Opsonização: c3b e c4b favorecem a interiorização de antígenos pelos fagócitos. 
Quimiotaxia: c3a, c4a, c5a e c2b, são fatores que alteram a permeabilidade vascular levando ao processo de exsudação de pelas e diapedese de células inflamatórias como neutrófilos para os locais da infecção ou injuria tecidual.
Solubilização ou clearence de imunocomplexos: facilita a circulação de complexos antígeno-anticorpo no sangue e linfa que vai permitir sua remoção pelo baço evitando patologias decorrentes de sua deposição com lesão em tecidos. A remoção de imunocomplexos pelo fígado é feita através da ligação do C3b ao receptor CR1 nos hepatocitos. 
Ativação de linfócitos B e produção de anticorpos: o sistema complemento estimula a produção de anticorpos contribuindo para melhorar a resposta imune. Não é muito bem explicada, vocês tem que acreditar nela.
Doenças relacionadas a alterações do complemento
Se tiver muito complemento, vasculite. Se não tiver complemento nenhum, a opsonização fica prejudicada e com isso ocorrem infecções por bactérias. Assim o sistema complemento é imprescindível para a defesa do organismo.