补体系统
九、思考题
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新乡医学院理论课教案
课程名称: 医学免疫学
第五章
任课教师: 徐春阳 讲师
补体系统
一、重点与难点提示: 本章重点掌握补体的概念、补体活化的经典途径、替代途径;补 体的生物学活性;熟悉补体活化的 MBL 途径;了解补体活化的调控。 二、基本概念及要点: 掌握以下基本概念: 1、 补体: 是存在于人和脊椎动物血清与组织液中一组具有经活化 后具有酶活性的蛋白质。 2、攻膜复合物(MAC) :是指在补体活化过程的终末阶段由 C5b、 C6、C7、C8、C9 形成的镶嵌于细胞膜并形成孔道样结构的 C5b6789 复 合物,最终导致细胞溶解。 1、 过敏毒素:补体裂解产生的小片段 C3a、C4a 和 C5a 作为配体 与细胞表面相应受体结合后,激发细胞脱颗粒,释放组胺之类的血管 活性介质,引起血管扩张、通透性增加、平滑肌收缩、支气管痉挛等 症状。 掌握以下要点: 1.补体活化经典途径的激活过程: (1)识别阶段:当抗体与抗原结合后,抗体构象发生改变,暴露 出位于 Fc 段上的补体结合点, 便与之结合。 Clq 继而激活 Clr、 C1s。 (2)活化阶段:活化的 C1s 依次酶解 C4、C2,形成具有酶活性的 C3 转化酶,后者进一步裂解 C3,形成 C5 转化酶。 (3) 膜攻击阶段: C5 转化酶的作用下, 被裂解成 C5a 和 C5b。 在 C5 继而作用于后续的其他补体成分, 形成 C5b6789 攻膜复合体 (membrane attack complex, MAC) ,最终导致细胞膜受损,细胞裂解。 2.补体活化替代途径的激活过程: 在经典途径中产生的或自发产生 C3b 可与 B 因子结合, 血清中 D 因子裂解 B 因子产生 Ba 和 Bb。小片段 Ba 进入液相,而具有酯酶活性 的大片段 Bb 与 C3b 结合 ,形成 C3bBb,此即为替代途径中的 C3 转化 酶。C3bBb 易于衰变,但当与 P 因子结合后便稳定。C3bBb 可裂解 C3 生成 C3a 和 C3b,后者沉积在颗粒表面并与 C3bBb 结合形成 C3bnBb, 即 C5 转化酶,裂解 C5,引起相同的末端效应。 3.三类补体激活途径的主要异同点 4.补体的生物学作用: (1)溶菌和溶细胞作用:补体系统激活后,可在靶细胞表面形成 膜攻击复合物,从而导致靶细胞溶解。 (2) 调理作用: 补体的调理作用是通过免疫复合物中的补体裂解 片段与吞噬细胞表面相应的补体受体的结合实现的。调理作用主要由 C3b、iC3b 和 C3b 裂解片段(C3d,C3dg)介导。C4b 也能调理病原体, 但是由于数量远少于 C3b,所起作用不大。
旁路激活途径 补体活化的调控
五、授课难点 六、授课形式
大班理论课 启发示教学与讲授相结合,课堂讨论与提问相结合。
七、授课方法 与 课前准备
收集相关文献、材料,制作 PPT。
《医学免疫学》第四版,陈慰峰主编。 八、参考书 《细胞和分子免疫学》金 伯 泉 《医学免疫学》龚非力 补体系统的概念和组成 补体三条激活途径的异同 补体系统的生物学作用 十、教研室审查意 见 新乡医学院 医学免疫学 教研室 主任签字 2008 年 10 月 20 日
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课程名称: 医学免疫学 任课教师: 徐春阳 讲师
第三节 补体活化的调节 0.2 学时 补体系统的激活反应在体内受到一系列精细调节, 以 保持补体激活与灭活的动态平衡, 防止补体成分过度消耗 和对自身组织的损伤。 这是机体自身稳定功能的主要表现 之一。 (一)自身衰变的调节 C3 转化酶和 C5 转化酶均易衰变失活, 游离的 C4b、 C3b、 见 模 式 C5b 也易失活。 图 (二)调节因子的作用 按其作用特点可分为三类: ①防止或限制补体在液相 中自发激活的抑制剂; ②抑制或增强补体对底物正常作用 的调节剂; ③保持机体组织细胞免遭补体破坏作用的抑制 剂。 1.经典途径的调节 ⑴ C1 抑制分子(C1INH) 可与活化的 C1r 和 C1s 结合,使其失去酶解正常底物的能力。并能有效地解 聚与 IC 结合的 C1 大分子。 ⑵ 抑制经典途径 C3 转化酶形成 ① C4 结合蛋白(C4bp)与补体受体 1 (CR1) ② I 因子 可裂解 C4b ③ 膜辅助蛋白(MCP) 促进 I 因子介导的 C4b 裂解。 ④ 衰变加速因子(DAF) 可同 C2 竞争与 C4B 的结合 2.旁路途径的调节 ⑴ 抑制旁路途径 C3 转化酶的组装 H 因子可与 B 因子或 Bb 竞争与 C3b 的结合, 和 DAF CR1 也可竞争性抑制 B 因子与 C3b 结合。 ⑵ 抑制旁路途径 C3 转化酶形成 I 因子可水解 C3b, CR1 和 MAP 可促进 I 因子裂解 C3b 的作用。 ⑶ 促进已形成的 C3 转化酶解离 CR1 和 DAF 可促进 Bb 解离 ⑷ 对旁路途径的正性调节 备解素(P 因子) 、某些 疾病患者血清中存在的一种 C3 肾炎因子是一种抗 C3 转化 酶的自身抗体。 3.MAC 形成的调节 同源限制因子(HRF)也称 C8 结合蛋白,可干扰 C9 与 C8 结合;膜反应性溶解抑制物(MIRL)即 CD59,可阻 碍 C7、C8 与 C5b6 复合物结合,从而抑制 MAC 形成。 第四节 补体受体(complement receptor,CR) CR 是表达于细胞表面能与某些补体成分或补体片段 特异性结合的糖蛋白分子。共分为四型(详见 P40) 。
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MAC。 MAC 贯穿整个靶细胞膜, 。 形成内径约 11nm 的跨膜孔 道。
见图
MAC 的形成使靶细胞膜失去通透屏障作用,使可溶性 小分子物质、离子和水分子可自由通过细胞膜,但蛋白质 之类的大分子却难以从胞浆中逸出, 最终导致胞内渗透压 降低,细胞溶解。此外,钙离子的入内,也导致细胞溶解。
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一、题目 二、对象
任课教师: 徐春阳 讲师
补体系统 2007 级本科各专业 1 补体系统概述(20’)
三、课时目标 与 课时分配
2 补体的激活途径(40’) 3 补体活化的调控(30’) 4 补体的生物学作用(30’) 共计 120min 经典激活途径
四、授课重点
定义: 补 体
简述基 本概念
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(3) 引起急性炎症反应: 补体裂解产生的小片段 C3a、 C4a 和 C5a 通过与受体相互作用产生局部炎症反应, 诱导类似过敏性休克的反应, 其中以 C5a 的作用最强。 所以它们又称为过敏毒素 (anaphylotoxins) 。 主要表现为:血管通透性增加和平滑肌收缩;此外,C5a 还是中性粒 细胞的趋化因子。 (4)清除免疫复合物:结合在免疫复合物中抗体分子上的 C3b 通 过与红细胞上的 CR1 和 CR3 结合,被红细胞带至肝脏而被清除。补 体还能抑制免疫复合物的形成,并使已形成的免疫复合物解离。 (5) 免疫调节作用
MBL 是一种由肝细胞产生的钙依赖性糖结合蛋白,属 于凝集素家族,可与甘露糖残基结合。正常血清中 MBL 水 平极低,在急性期反应时,其水平明显升高,可迅速诱导 补体活化发生效应。 四、 补体活化的共同终末效应 0.2 学时 上述三途径均产生 C5 转化酶, 启动补体系统的终末成 分(C5、C6、C7、C8、C9)的活化,并形成具有溶细胞效 应的膜攻击复合物(membrane attack complex ,MAC) , 导致靶细胞的溶解。 C5a 游离于液相,具有过敏毒素和趋化作用;C5b67 三分子复合物通过 C7 上的疏水键插入靶细胞膜脂质双层 结构中, 且复合物中的 C7 与 C8 具有高亲和力, 结合到 C8 此复合物后,通过其γ 链插入靶细胞中,使该复合物稳定 地粘附在靶细胞表面。 C9 与 C5b678 结合并进行环状聚合, 形成一个由 C5b678 并与 12~15 个 C9 分子组成的大分子量管状复合物,即
C3bBb ,已失活的补体成分则在其符号前冠以“i”表示,如 iC3b。
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图形展 示
二、补体成分的理化特性 0.1 学时 1.化学组成均为糖蛋白,多数为β 球蛋白,少数几种为α 或γ 球 蛋白。 2.补体各成分中以 C3 含量最高,D 因子含量最低。 3.补体系统各固有成分均分别由肝细胞、巨噬细胞、小肠上皮细 胞及脾细胞等产生。 4.某些补体成分性质极不稳定, 许多理化因素等均可使补 体失活。 第二节 补体系统的激活 1 学时 在生理情况下, 补体系统各成分多以非活化状态存在于血清和体 液中。 补体系统的激活是在某些激活物质的作用下,各补体成分按一定 顺序,以连锁的酶促反应方式依次活化,并表现出各种生物学活性的 过程,故亦称为补体级联(complement cascade)反应。 补体系统的激活按其起始顺序的不同,可分为 3 条途径。 一、经典激活途径(传统途径、第一途径) 0.3 学时 1. 主要激活物质 特异性抗体(IgG 或 IgM)与抗原结合形成的免疫复合物 2. 参与的固有成分 C1(C1q、C1r、C1s)~ C4 3.激活过程 难点 (1)识别阶段 C1 识别免疫复合物形成 C1 酯酶的阶 段。 C1 是由一个 C1q 分子、 两个 C1r 和两个 C1s 组成的大分子 蛋白复合物。C1q 是由 6 个相同的亚单位组成的对称的六 聚体,其羧基端呈球形结构,呈放射状排列,构成了 C1q 分子的头部。头部是 C1q 与 IgFc 段结合的部位。C1r 和 C1s
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图形展 C4a 游离于液相,具有过敏毒素作用。 示 C4b 可与邻近细胞表面的蛋白质或多糖共价结合,使 C1 补体活化稳定有效地进行下去。 C2b 释放进入液相,具有激肽样作用。C2a 与 C4b 结 合形成 C3 转化酶。 C3 是 C3 转化酶的天然底物,在补体系统激活的三条 途径中起枢纽作用。 C3a 游离于液相中,具有过敏毒素作用。 二、旁路激活途径(替代途径、第二途径) 学时 该途径越过了 C1、C4、C2,直接激活 C3。 1.主要激活物质 细菌细胞壁成分即脂多糖、肽聚糖、磷壁酸、酵母多 糖等,凝聚的 IgA 和 IgG4、眼镜蛇毒素等。 2.参与的固有成分 C3,B、D、P、H、I 等因子 3.激活过程 难点 (1)C3b 和 C3 转化酶的形成