1. Complement functions اپسونیزاسیون و فاگوسیتوز تحریک پاسخ های التهابی
سیتولیز
پاکسازی کمپلکسهای ایمنی و سلولهای مرده
تسهیل فعال سازی سلولهای B و شروع پاسخ های ایمنی هومورال

2. سيستم كمپلمان شامل پروتئينهاي پلاسمايي و غشايي مي باشد كه با يكديگر و با ساير مولكولهاي سيستم ايمني واكنش مي دهند
اين سيستم بوسيله ميكروبها و يا آنتي باديهايي كه به ميكروبها وساير آنتي ژنهاچسبيده اندفعال مي شود
فعال شدن اين سيستم بوسيله پروتئينهاي تنظيمي كه در سطح سلولهاي طبيعي ميزبان وجود دارند مهارمي شود

3. Proteins of the complement system (nomenclature)
C1(qrs), C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9
factors B, D, H and I, properdin (P)
mannose binding lectin (MBL), MBL associated serine proteases (MASP-1 MASP-2)
C1 inhibitor (C1-INH, serpin), C4-binding protein (C4-BP), decay accelerating factor (DAF), Complement receptor 1 (CR1), protein-S (vitronectin)

4. Activation product of complement proteins (nomenclature)
Activated component are usually over-lined: e.g. C1qrs
When enzymatically cleaved, the larger moiety, binds to the activation complex or membrane and the smaller peptide is released in the microenvironment
Letter “b” is usually added to the larger, membrane-binding, peptide and “a” to the smaller peptide (e.g., C3b/C3a, C4b/C4a, C5b/C5a), EXCEPT C2 (the larger, membrane-binding moiety is C2a; the smaller one is C2b)

5. Pathways of complement activation
CLASSICAL
PATHWAY
LECTIN
PATHWAY
ALTERNATIVE
PATHWAY
antibody
dependent
antibody
independent
Activation of C3 and
generation of C5 convertase
activation
of C5
LYTIC ATTACK
PATHWAY

6. Components of the Classical Pathway
C1r
C1s
C1q C4 C2 C3
Chelating agents dismantle the C1 complex and are anti-complementary. Heat destroys the C2 component. Sample for C measurement should be drawn in a green-top vial (no EDTA), must be kept cold and tested as soon as possible.
C1 complex

7. Classical Pathway Generation of C3-convertaseb
Ca++
C1r
C1s
C1q C4

8. Classical Pathway Generation of C3-convertase
C2b a
C4a
Ca++
C1r
C1s
C1q
_____
C4b2a is C3 convertase
Mg++
C4b

9. Classical Pathway Generation of C5-convertase
C2b
C4a
Ca++
C1r
C1s
C1q
C3a b
________
C4b2a3b is C5 convertase; it leads into the Membrane Attack Pathway
Mg++
C4b C3 C2 a

10. Generation of C5 convertase leads to the activation of the
Lytic pathway
Generation of C5 convertase leads to the activation of the
Lytic pathway

11. Components of the lytic pathway9

12. Lytic pathway C5-activationb
C5a C5
C3b
C4b C2 a

13. Lytic pathway assembly of the lytic complex

14. Lytic pathway: insertion of lytic complex into cell membrane9 C 9 C 9 C 9 C 9 C 9 C 9 C 9 C 9

15. Biological Activities of Classical Pathway Components
Biological Activity
C2b
Prokinin; cleaved by plasmin to yield kinin, which results in edema
C3a
Anaphylotoxin; can activate basophils and mast cells to degranulate resulting in increased vascular permeability and contraction of smooth muscle cells, which may lead to anaphylaxis
C3b
Opsonin
Activation of phagocytic cells
C4a
Anaphylaotoxin
C4b

16. Control of Classical Pathway Components
Regulation
All
C1-inhibitor (C1-INH); dissociates C1r and C1s from C1q
C3a
C3a-inactivator (C3a-INA; Carboxypeptidase B)
C3b
Factors H and I; Factor H facilitates the degradation of C3b by Factor I
C4a
C3a-INH
C4b
C4 binding protein (C4-BP) and Factor I; C4-BP facilitates degradation of C4b by Factor I; C4-BP also prevents the association of C2a with C4b thus blocking formation of C3 convertase

17. C1-inhibitor deficiency: hereditary angioedema

18. Components of mannose-binding lectin pathway
MASP2 C2
MASP1
MBL

19. Mannose-binding lectin pathway
_____
C4b2a is C3 convertase; it will lead to the generation of C5 convertase
C4b
C4a
C2b
C2a
C4b C4
C2a C2
MASP2
MASP1
MBL

20. لكتينهاي پلاسمايي مثل MBL وفيكولين ها به پلي ساكاريدهاي غشايي باكتريها باند مي شوند و سيستم كمپلمان بطريق كلاسيك فعال مي شود
MBL به مانوز و فيكولين به گليكانهايي كه حاوي ان-استيل گلوكزآمين هستندباند مي شوند
اين لكتينها به سرين پروتئازهاي مثل MASP1,MASP2,MASP3 باند مي شوند
اين مولكولهاي MASP شبيه به C1r و C1s هستند

21. Components of the alternative pathwayD C3 B P

22. Spontaneous C3 activation
Generation of C3 convertase D b i
H2O B
C3a b C3 C3
C3iBb complex has a very short half life

23. C3-activation the amplification loop
If spontaneously-generated C3b is not degraded b D B
C3a b
C3b C3

24. C3-activation the amplification loopb D B
C3a b
C3b C3 Bb
C3b
C3a

25. C3-activation the amplification loopb D Bb B b
C3a
C3b
C3b C3 Bb
C3b
C3a
C3a

26. C3-activation the amplification loopBb Bb
C3b
C3b
C3b Bb
C3b
C3a
C3a
C3a

27. C3-activation the amplification loopBb Bb
C3b
C3b Bb
C3b
C3a
C3a
C3a

29. Regulation of complement activation
براي جلوگيري از فعاليت كمپلمان روي سلولهاي طبيعي ميزبان و براي محدود كردن مدت فعاليت كمپلمان حتي روي سلولهاي ميكروبي و كمپلكسهاي Ag-Ab اين مكانيسمهاي كنترلي و تنظيمي نياز است

30. Regulatory mechanisms
تنظیم و کنترل فعالیت سیستم کمپلمان در مراحل مختلفی (از ابتدا تا انتهای فعالیت) برروی سلولهای میزبان صورت می گیرد.
1-مهار تشکیل C3کنورتازها
2- شکستن یا غیر فعال سازی کنورتازها
3-مهار تشکیل کمپلکس حمله به غشاء

31. انواع مولکولهای کنترلی
C1INH
Membrane cofacto protein(MCP)
Complement receptor-1(CR-1)
Decay accelerating factor(DAF)
factor H
C4-binding protein(C4bp)
CD59
Factor I
S-protein

32. C1-Inhibitor
C1INH یک پروتئین پلاسمایی است که در ابتدای فعالیت سیستم عمل می کند.این پروتئین نقش سوبسترای C1r و C1s راتقلید کرده وپس از اتصال C1q به آنتی بادی وشروع فعالیت سیستم کمپلمان C1INH تحت اثر آنزیم های C1r وC1r شکسته می شود وبطور کووالانس به این پروتئین ها متصل می شودو باعث جداسازی این پروتئینها از C1q می گرددوبنابر این مانع پیشرفت فعالیت سیستم بطریق کلاسیک می شود

33. ممانعت از تشکیل کنورتاز ها
چنانچه C3b روی سطوح سلولهای میزبان بنشیندممکن است بوسیله چندین پروتئین غشایی مثل MCP,CR-1,DAF ویک پروتئین پلاسمایی بنام فاکتور H متصل شود
C4b در سطح سلولهای میزبان بطور مشابه بوسیله DAF و CR-1 ویک پروتئین پلاسمایی بنام C4bp متصل می شوند
با اتصال این پروتئین ها به C3b و C4b ، بطور رقابتی مانع از اتصال سایر قطعات C3 کنورتاز مثل Bb درمسیر فرعی و C2a درمسیر کلاسیک می شودوبنابراین مانع از پیشرفت آبشار کمپلمان می گردد.
وجود سیالیک اسید در سطح سلولهای پستانداران بنفع اتصال فاکتور H به فاکتور B است

34. DAF یک پروتئین غشایی است که با واسطه گلیکوفسفاتیدیل اینوزیتول به غشاء سلول های اندوتلیال و اریتروسیتها متصل است.
نقص ژنتیکی درآنزیمی که برای چنین اتصال لیپید-پروتئین نیاز است منجر به نقص در بیان بسیاری ازپروتئینهایی مثل DAF وCD59 میشودوبنابراین موجب بیماری paroxysmal nocturnal hemoglobinuria(PNH) شده که ازمشخصه آن همولیز داخل عروقی است که می تواند ناشی از عدم تنظیم فعالیت کمپلمان روی گلبولهای قرمز باشد.

35. Factor I
یک سرین پروتئاز بنام factor I می تواند C3b موجود در سطح سلولها را در حضور فاکتورهای تنظیم کننده ای مثل MCP,factor H,C4bp,CR-1 (بعنوان کوفاکتور)می شکند و قطعات iC3b,C3d,C3dg بوجود می آیند که این پروتئینها نمی توانند درفعالیت سیستم کمپلمان شرکت کنندیعنی موجب تجزیه C3 وC5 کنورتاز های مسیر فرعی و اصلی می شوند

36. مهار تشکیل MAC
CD59 پروتئین غشایی است که روی بسیاری ازانواع سلولها بیان می شوداین پروتئین خودرا بداخل کمپلکس MAC وارد می کندیعنی به کمپلکس C5b678 که درون غشاء فرورفته متصل شده و مانع از اضافه شدن مولکولهای C9 می گردد.
پروتئین S در پلاسما با اتصال به کمپلکس C5b67 محلول ،مانع از فرورفتن این کمپلکس به داخل غشاء سلول ها می گردد

37. Control of spontaneous C3 activation via DAF
DAF prevents the binding of factor B to C3b
C3b B
Autologous cell membrane
DAF
CR1

38. Control of spontaneous C3 activation via DAF
DAF dislodges C3b-bound factor Bb B b B b
C3b
Autologous cell membrane
DAF
CR1

39. Control of spontaneous C3 activation via CR1B b
C3b B b H
C3b
iC3b
DAF
CR1 I
iC3b
DAF I
CR1
Autologous cell membrane

40. Degradation of spontaneously produced C3b
iC3b
C3dg
C3c I

41. C3b stabilization and C5 activation
C3b finds an activator (protector) membrane
This is stable C5 convertase of the alternative pathway D b P B
C3b C3

42. C3b regulation on self and activator surfaces

43. C5-convertase of the two pathways
C5-convertase of the Classical and lectin Pathways
C5-convertase of the Alternative Pathway Bb
C4b
C2a
C3b
C3b
C3b

44. Complement Receptors CR-I(CD35) promote phagocytosis
اين گيرنده در سطح نوتروفيلها ، اريتروسيت ها ، منوسيتها و ماكروفاژها، ائوزينوفيلها و .. بيان مي شود.ليگاند آن C3b وC4b مي باشد
CR-II(CD21) coreceptor for B cell activation
ليگاند اين گيرنده C3d و C3dg
CR-III (Mac-1) phagocytosis
اين گيرنده در سطح سلولهاي فاگوسيت ، ماست سلها و سلولهاي NK بيان مي شود وليگاند آنiC3b مي باشد.اين گيرنده ازگروه اينتگرينها مي باشند
CR-IV phagocytosis
شبيه به گيرنده سوم مي باشد .

45. Biological effects of C5a

46. Biological properties of C-activation products
Biological Effects
Regulation
C2b (prokinin)
edema
C1-INH
C3a (anaphylatoxin)
mast cell degranulation; enhanced vascular permeability; anaphylaxis
carboxy-peptidase- B (C3-INA)

47. Biological properties of C-activation products
Biological Effects
Regulation
C3b (opsonin)
opsonization; phagocyte activation
factors H & I
as C3, but less potent
(C3-INA)
C4a (anaphylatoxin)
opsonization; phagocytosis
C4b (opsonin)
C4-BP, factor I

48. Biological properties of C-activation products
Biological Effects
Regulation
anaphylactic as C3, but much more potent;
attracts & activates PMN causes neutrophil aggregation, stimulation of oxidative metabolism and leukotriene release
C5a (chemotactic factor)
carboxy-peptidase-B (C3-INA)
C5b67
protein-S
chemotaxis, attaches to other membranes

49. Complement level سطح کمپلمان ممکن است در شرایط زیر کاهش یابد:
الف) ارثی
ب) اکتسابی
1) مصرف زیاد( عفونت های راجعه بویژه باکتریال، بیماریهای خودایمن مثل SLE ، آنژیوادم ، بیماریهای مختلف کلیوی ، سپتی سمی ، بیماری سرمی و ...)
2) کاهش تولید ( سوء تغذیه ، بیماریهای کبدی )
طی التهاب حاد یا مزمن همراه با پروتئین های فاز حاد سطح پروتئین های کمپلمان نیز افزایش می یابد.
سیستم کمپلمان نقش مهمی در دفاع علیه باکتریهای پیوژن بازی می کند.این فعالیت بیشتر از طریق پیشبرد پاسخ های التهابی ، حذف پاتوژن ها وتقویت پاسخ های ایمنی صورت می گیرد.
کمبود پروتئین های این سیستم می تواند به شیوع عفونت ها و سپتی سمی منجر شود.

50. The genetic deficiency of early components of the classical pathway (C1q, C1r/s, C2, C4) tend to be linked with autoimmune diseases
whereas C5 to C9 may have enhanced susceptibilty to meningococcal disease.
Deficiencies in complement predispose patients to infection via 2 mechanisms:
(1) ineffective opsonization
(2) defects in lytic activity (defects in MAC).

51. Th e effects of these deficiencies highlight the importance of the early complement reactions in generating C3b and C3b’s role in the solubilization and clearance of immune complexes. In addition, as described above, C1q has been shown to bind apoptotic blebs. In the absence of C1q binding, cells bearing these apoptotic blebs, or the blebs themselves, can act as autoantigens and lead to the development of autoimmune diseases
Individuals with deficiencies in the early complement components may also suffer from recurrent infections by pyogenic (pus-forming) bacteria such as streptococci and staphylococci

52. A deficiency in MBL, the first component of the lectin pathway, has been shown to be relatively common, and results in serious pyrogenic (fever-inducing) infections in babies and children. Children with MBL deficiency suffer from respiratory tract infections. MBL deficiency is also found with a frequency two to three times higher in SLE patients than in normal subjects, and certain mutant forms of MBP are found to be prevalent in chronic carriers of hepatitis B. Defi ciencies in factor D and properdin—early components of the alternative pathway—appear to be associated with Neisseria infections but not with immune-complex disease. People with C3 deficiencies display the most severe clinical manifestations of any of the complement deficiency patients, reflecting the central role of C3 in opsonization and in the formation of the MAC.

53. Defi ciencies of complement regulatory proteins have also been reported. As described above, C1INH, the C1 inhibitor, regulates activation of the classical pathway by preventing excessive C4 and C2 activation by C1. However, as a serine protease inhibitor, it also controls two serine proteases in the blood clotting system. Th erefore, patients with C1INH deficiency suff er from a complex disorder that includes excessive production of vasoactive mediators (molecules that control
blood vessel diameter and integrity), which in turn leads to tissue swelling and extracellular fl uid accumulation. Th e resultant clinical condition is referred to as hereditary angioedema.
It presents clinically as localized tissue edema that oft en follows trauma, but sometimes occurs with no known Th e edema can be in subcutaneous tissues; within the bowel, where it causes abdominal pain; or in the upper respiratory tract, where it can result in fatal obstruction of the airway. C1INH defi ciency is an autosomal dominant condition with a frequency of 1 in 1000 in the human population

54. وظایف کمپلمان

55. اپسونیزاسیون وفاگوسیتوزیس
میکروب هایی که برروی آنها کمپلمان بطریق کلاسیک و یا آلترناتیو فعال می شود بوسیله پروتئین هایی مثل C3b ، iC3b و یا C4b پوشانده می شوند و سپس این پروتئین ها از طریق گیرنده های سطحی CR1 به نوتروفیل ها و ماکروفاژها متصل شده وبا تحریک این سلولها میکروب های اپسونیزه شده فاگوسیت می شوند.