Kompleman sisteminin laboratuvar değerlendirilmesi
TANIM-TARİHÇE
Kompleman sistemi konağın savunmasında ve inflamatuvar olayların düzenlenmesinde önemli rolleri olan plazma proteinlerinden oluşur.
Mikro organizmaların invitro öldürülmesinde serumdaki ısıya dayanıklı proteinler kadar ısıya dayanıksız olan fraksiyonların da etkili olduğu ve bundan dolayı hayvanların enfeksiyonlara karşı korunduğu ilk olarak 1800’lü yıllarda Nuthall, Pfeiffer , Bordet ve arkadaşları tarafından tanımlanmıştır.
Mikro organizmaların invitro öldürülmesinde serumdaki ısıya dayanıklı proteinler kadar ısıya dayanıksız olan fraksiyonların da etkili olduğu ve bundan dolayı hayvanların enfeksiyonlara karşı korunduğu ilk olarak 1800’lü yıllarda Nuthall, Pfeiffer , Bordet ve arkadaşları tarafından tanımlanmıştır.
Eş zamanlı olarak Erlich ısıya dayanıksız fraksiyonu kompleman, ısıya dayanıklı fraksiyonu amboseptor (ki bu grup şimdi Ig olarak bilinmektedir) olarak adlandırmıştır.
1907 de Ferrata kompleman fraksiyonlarının suda çözünen (pseudoglobulin) ve çözünmeyen (euglobulin) komponentlerini göstermiş ;
1941 de Pillemer komlemanın en azından 4 komponentden oluştuğunu göstermiştir.
1941 de Pillemer komlemanın en azından 4 komponentden oluştuğunu göstermiştir.
1960 lı yıllarda protein ayrıştırma yöntemlerinin gelişmesi ile Müller Eberhard ve Nelson listeyi klasik komponentleri kapsayacak şekilde genişletmiştir.
Gerçek numaralandırma 1968 yılında WHO tarafından yapılmıştır.
Günümüzde kompleman sisteminin 30 kadar proteinden meydana geldiği;
Günümüzde kompleman sisteminin 30 kadar proteinden meydana geldiği;
Karaciğerde sentezlenerek plazmaya salınan kimyasal mediatörlerden olduğu;
Fonksiyonu : MBL, pek çok şekere etkin bir şekilde bağlanabilen ve oldukça iyi korunmuş bir antikor olarak görev yapar. Bağlandığı şekerlerin çoğu memeli hücrelerinde yüksek yoğunlukta bulunmadığından self yapıları genellikle tanımaz , sıklıkla mikrobiyal hücrelerin yüzeyleri ile iyi uyum gösterir. Bu hücrelerle bağlanması; fagositlerin MBL ile kaplanan bakterilere tutunması, bakterinin hücre içine alınması ve öldürülmesi ile sonuçlanmaktadır. Bu nedenle MBL, direkt olarak bir opsonin olarak görev yapmaktadır.
4. LİTİK YOL
4. LİTİK YOL
C5:
Ma: 190 kD
Serum konsantrasyonu: 70 mg/ml
Fonksiyonu: C5a anaflatoksin, kemotaktik
C5b MHK oluşumunu başlatır
C6:
Ma: 128 kD
Serum konsantrasyonu: 60 mg/ml
Fonksiyonu: MHK komponenti
C7:
C7:
Ma: 121 kD
Serum konsantrasyonu: 60 mg/ml
Fonksiyonu: MHK komponenti
C8:
Ma: 155 kD
Serum konsantrasyonu: 60 mg/ml
Fonksiyonu: MHK komponenti
C9:
C9:
Ma: 79 kD en düşük MA olan
Serum konsantrasyonu: 60 mg/ml
Fonksiyonu: MHK komponenti
poli merize olarak membran porlarını açar.
AKTİVASYONU
Farklı yapıda uyaranlar tarafından klasik yol, lektin yolu ve alternatif yol aracılığı ile uyarılıp şelale tarzında aktivasyona uğrayarak biyolojik etkilerini gösterir.
Kompleman sisteminin ilk komponenti (proenzim) aktive olduğu zaman bu bir enzim aktivitesi kazanır. Bu enzim kendisini izleyen komponenti aktive ederek enzim haline çevirir. Bu reaksiyonları birbirini aktive eden enzimlerin izlediği reaksiyonlar dizisi takip eder. Kompleman yolundaki komponentlerden birinin eksikliğinde bu aktivasyon yolağı durur ve reaksiyon sonlanır.
Kompleman sisteminin ilk komponenti (proenzim) aktive olduğu zaman bu bir enzim aktivitesi kazanır. Bu enzim kendisini izleyen komponenti aktive ederek enzim haline çevirir. Bu reaksiyonları birbirini aktive eden enzimlerin izlediği reaksiyonlar dizisi takip eder. Kompleman yolundaki komponentlerden birinin eksikliğinde bu aktivasyon yolağı durur ve reaksiyon sonlanır.
Kompleman aktivasyonu 3 ana yolu izleyerek gerçekleşir.
Kompleman aktivasyonu 3 ana yolu izleyerek gerçekleşir.
Klasik yol
Alternatif yol
Lektin yolu
Ayrıca Plazmin, kallikrein ve bazı serin proteazlar da kompleman yolunu aktive eder. (C3 ve C5 i)
Tüm bu yollarda ana amaç C5’in aktivasyonu ve sonunda membran atak kompleksinin aktivasyonunudur.
1. KLASİK YOL AKTİVASYONU
Klasik yolu Ig G veya Ig M ile birleşmiş antijen molekülü başlatır.
Ig ‘lerden Ig G 1-2-3 ve Ig M klasik yolu aktive eder.
Ig G 4, Ig A,D,E komplemana bağlanmaz ve aktive etmez.
Kompleman aktivasyonu için birbirine yakın birden fazla Ig G molekülüne ihtiyaç olmasına rağmen, tek bir Ig M bu aktivasyon için yeterlidir.
2. ALTERNATİF YOL AKTİVASYONU
Alternatif yol aktivasyonunda antijen antikor kompleksi rol almaz.
Endotoksinler, immunglobulin agregeleri, bazı viruslar alterne yolu aktive ederler.
Alterne yolun aktivasyonunda C3 ün iki değişik formu rol oynar.
Birincisi klasik yoldan gelen C3b
Diğeri ise kanda dolaşan C3 ün internal thioester bağlarının kendiliğinden hidrolizi ile oluşan C3 (H2O) dur.
3. LEKTİN YOLU AKTİVASYONU
Üçüncü bir yol olan lektin yolu ise mikroorganizmaların yüzey glikoproteinlerindeki terminal mannoz kalıntılarına bir plasma proteini olan mannoz-bağlayan lektin’in (MBL) bağlanması ile aktive edilir.
Komplemanın kontrolsüz aktivasyonu konak doku hücrelerinde MHK’nin toplanmasına ve gereksiz inflamatuvar aracıların yapılmasına neden olur. Bu normal şartlarda çözünür ve membrana bağlı proteinler tarafından kontrol edilir.
1. Çözünür serum proteinleri
C1 inhibitörü (C1 INH): serin proteaz inhibitörü olan C1 INH C1r ve C1s e bağlanarak klasik yolda rol oynamalarına mani olur.
C4bp: klasik yolda C3 konvertaz aktivitesi taşıyan C4b2b’nin parçalanmasını sağlar.
Faktör H: Alternatif yoldaki C3 konvertazın C3bBb parçalanmasını sağlar.
Anaflatoksin inhibitörü olan ‘’Carboksi peptidaz N’’ : C3a ve C5a’nın terminal arjinin dizelerini proteolitik etki ile kaldırarak inaktivasyonuna neden olur.
S proteini ve ya Vitronektin: C5b-C7 kompleksine bağlanarak MHK oluşumunu engeller.
2. Membrana bağlı proteinler
Kompleman reseptör tip 1 (CR1): Bir çok kan hücresi ve mast hücrelerinde bulunur. Klasik ve alternatif yoldaki C3 konvertazın ayrışmasını hızlandırır. C3b ve C4b’nin parçalanmasında rol oynar.
Mambran kofaktör proteini (MCP): eritrosit hariç tüm periferik kan hücrelerinde, epitelyal ve endotelyal hücrelerde ve fibroblastlarda bulunur. C3b ve C4b’nin parçalanmasında rol oynar.
DAF (decay accelerating factor): birçok periferik kan hücresinde mevcut olup klasik ve alterne yoldaki C3 konvertazın ayrışmasını ve parçalanmasını sağlar.
HRF (Homologous restriction factor): eritrosit, lenfosit, monosit, nötrofil ve trombositlerde bulunur. C9’un C8’e bağlanmasını önler ve ayrıca MHK’nin lipit tabaka içine yerleşmesine engel olur.
CD59 olarak bilinen ‘’reaktif erimenin membran inhibitör proteini’’ eritrosit, lenfosit, monosit, nötrofil ve trombositlerde bulunur. C7 ve C8’in C5b6 ya bağlanmasını önler.
lizozim, properdin, fibronektin, CRP, interferon, NO
C ve interferon vücut sıvılarındaki koruyucu faktörlerin en önemlisidir.
d )hücresel faktörler (fagositoz ve iltihap)
lökositler ve makrofaj rol alır.
C burda da kemotaksi, opsonizasyonla
önemli rol alır.
2. EDİNSEL DİRENÇ MEKANİZMALARI
2. EDİNSEL DİRENÇ MEKANİZMALARI
A ) Aktif :
Doğal: enfeksiyon geçirmekle
Yapay: aşılama ile
B ) Pasif :
Doğal: Plasenta ve anne sütüyle geçen ab
Yapay : Bağışık serum verilmesi
YENİDOĞANDA C SİSTEMİ
Kompleman fetusta en erken oluşan ve doğal bağışıklıkta etkili bir faktördür. IgM sentezinden daha erken oluşur.
Kompleman sistemini oluşturan proteinler fetusa transplasental olarak geçemez.
Fetusta sentezi 6-14. gebelik haftasında başlar ve terme doğru artar. Termde kompleman sisteminin son basamağı olan C8 ve C9 düzeyi erişkine göre %20 daha azdır.
Bu da yenidoğanlarda özellikle E.coli enfeksiyonlarına karşı artmış duyarlılıkla sonuçlanır.
Bu da yenidoğanlarda özellikle E.coli enfeksiyonlarına karşı artmış duyarlılıkla sonuçlanır.
Komplemanın klasik yoldan aktivasyonu için antijene spesifik antikor varlığı gereklidir. Ancak prematür ve matür yenidoğanlar bu antikorlar eksik yapılır.
Kompleman sistemi opsonizasyon, adezyon, viral nötralizasyon, anafilaktik ve kemotaktik faktörlerin salınması gibi etkilere sahiptir. Ancak bu etkiler yenidoğanda yetersizdir.
Neonatal enfeksiyonlarda ateş ve lökositoz yanıtının düşük olmasında bu eksikliklerin rolü vardır.
GÖREVİ
Kompleman sistemi konak defansında başlıca üç ana işlevde rol alır. Bunlar; 1) Opsonizasyon: C3b mikropların yüzeyini kaplar ve bu mikropların yüzeylerinde C3b için reseptör taşıyan fagositlere bağlanmasını kolaylaştırır.
2) Kemotaksis: Kompleman proteinlerinin bazı yıkım ürünleri nötrofiller ve monositler için kemoatraktandırlar ve kompleman aktivasyonunun olduğu bölgede enflamasyonu ilerletirler. Ör: C3a ve C5a
2) Kemotaksis: Kompleman proteinlerinin bazı yıkım ürünleri nötrofiller ve monositler için kemoatraktandırlar ve kompleman aktivasyonunun olduğu bölgede enflamasyonu ilerletirler. Ör: C3a ve C5a
3) Mikrobiyal öldürme: Kompleman aktivasyonu sonucunda yapılan membran atak kompleksi (MAK) adı verilen polimerik protein kompleksi mikrobiyal hücre duvarına yerleşerek su ve iyon girişine neden olan kanallar açar ve mikrobun ölümüne sebep olur.
Kompleman sistemi yetersizlikleri
C3 eksikliği
Klasik yol komponentlerinin eksiklikleri
Alternatif yol komponentlerinin eksiklikleri
Mannan bağlayıcı lektin eksikliği
Terminal komponent eksikliği
Kontrol proteinlerinin eksiklikleri
Kompleman reseptörlerinin eksiklikleri
Otoimmün hastalıklara bağlı kompleman eksiklikleri
Kompleman (komponentlerinin) eksikliğinin kliniği eksik kompleman komponentine bağlı olarak değişmektedir. Bu kişilerde genel olarak, enfeksiyonlara ve otoimmün ve immün kompleks hastalıklarına artmış bir yatkınlık vardır veya anjioödem şeklinde karşımıza gelebilir. Kompleman eksikliği olanlar bazen hiçbir klinik bulgu da göstermeyebilir.
Kompleman sisteminin eksiklikleri primer (konjenital) veya sekonder (edinsel) olabilir.
Kompleman sisteminin eksiklikleri primer (konjenital) veya sekonder (edinsel) olabilir.
Primer kompleman sistemi eksiklikleri genel populasyonda oldukça nadir görülen bir durumdur ve primer immün yetersizliklerin yaklaşık %2’sini oluşturur.
Genetik olabildiği gibi spontan olarak gen mutasyonları ile de ortaya çıkabilirler.
Kalıtsal kompleman eksikliklerinin görülme sıklığının MBP (Mannan bağlayıcı protein) eksikliği dahil edilmeden %0.03 olduğu tahmin edilmektedir. Sistemik meningokoksik enfeksiyon geçirenlerde görülme sıklığı yüksektir.
C1q, C1r, C1s, C4,C3, properdin ve faktör D için genetik yetmezlikler tarif edilmiştir.
C1q, C1r, C1s, C4,C3, properdin ve faktör D için genetik yetmezlikler tarif edilmiştir.
İnsanda en sık rastlanan C2 yetmezliğidir.
Özellikle C3 yetmezliğinde fatal piyojenik enfeksiyonlar görülmesi; C3 komponentinin opsonizsyonda, aktif fagositozda ve mo lara karşı korunmada ne kadar önemli olduğunu göstermektedir.
Klasik yolun erken komponentlerinin eksikliğinde SLE gibi otoimmun hastalıkların görülmesi klasik yolun aktivasyonunun immun koplekslerin dolaşımda temizlenmesinde ne kadar önemli olduğunu gösterir.
Kopleman sisteminin geç komponentleri C5-9 oluşamadığı zaman da bakteri ve yabancı hücreler eritilememekte ve özellikle yaygın neisseria enfeksiyonlarına neden olmaktadır.
Kompleman sisteminin düzenlenmesinde rol alan çözünür serum proteinlerinden C1 INH eksikliğinde: (Ot D) herediter anjio nörotik ödem gelişir ki; bu hastalıktaki en önemli belirti deri ve mukozada ödem sıvısının toplanmasıdır. Bu genellilke yüz derisinde, ekstremitelerde, laringeal ve intestinal mukozalarda belirgindir.
Kompleman aktivasyonunda düzenleyici rol oynayan integral membran proteinlerinin (DAF, HRF ve C59) yetmazliklerinde PNH (paroksismal nokturnall hemoglobinüria) gelişir. Bu hastalıkta eritrositler ve diğer hücreler fosfotidil inozitole bağlı membran proteinlerini yapamazlar. Bu nedenle PNH intravasculer hemilizle karakterize bir hastalıktır.
Kompleman aktivasyonunda düzenleyici rol oynayan integral membran proteinlerinin (DAF, HRF ve C59) yetmazliklerinde PNH (paroksismal nokturnall hemoglobinüria) gelişir. Bu hastalıkta eritrositler ve diğer hücreler fosfotidil inozitole bağlı membran proteinlerini yapamazlar. Bu nedenle PNH intravasculer hemilizle karakterize bir hastalıktır.
Kompleman yetersizliklerinde etkilenen yol ve oluşan hastalıklar
Kompleman komponentlerinin ölçümünde nefelometre veya turbidimetre ve radial immünodiffüzyon (RID) gibi metodlar kullanılır.
En sıklıkla ölçülen komponentler C3 ve C4’dür. Bunun yanında C3d ve C1-inhibitör ölçümünde de RID kullanılır.
C1 ESTERAZ İNHİBİTÖRÜ ÖLÇÜMÜ
Yöntem: Türbidometrik, nefelometrik
Örnek: Serum
Minimum hacim: 0,5 ml
Örnek tüpü: Düz rutin test tüpü (kırmızı kapak)
Referans değerler: 0,15-0,35 g/L
Klinik kullanımı:
Başlıca herediter anjioödem tanısında ve tedaviye cevap olarak C1 esteraz inhibitörü seviyesinin monitörüzasyonunda kullanılır. C1 esteraz inhibitörü, proenzim olan C1’in aktif forma geçmesini engeller. C1 inaktivatör konsantrasyonu herediter ve akkiz anjioödemde düşüktür.
Akkiz C1 inaktivatör eksikliği SLE, lenfoma ve diğer lenfoproliferatif hastalıklarda görülür.
C1q ÖLÇÜMÜ
Yöntem: RID (radial immunodiffusion)
Örnek: Serum
Minimum hacim: 0,5 ml
Örnek tüpü: Düz rutin test tüpü (kırmızı kapak)
Referans değerler: 9-17 mg/dl
Klinik kullanımı: C1q antijene kompleks yapan Ig’i tanır ve bağlanır ve kompleman kaskadını başlatır.
Konjenital eksiklikleri akkiz SLE’den ayırt etmede kullanılır.
Sonradan kullanılmış C1 inhibitör eksikliğinin tanısında
Dolaşımda immun kompleks bulunan hastalıkların (SLE, GN, İdiopatik interstisyel pnomoni, infektif endokardit, Lyme hastalığı, Kr. HBV enfeksiyonu, HIV enfeksiyonu) değerlendirilmesinde
RA ve SLE takibinde
Bazı malignitelerde (ör: lösemi)
Prognostik önemi vardır.
C3 ÖLÇÜMÜ
Yöntem: Nefelometrik
Örnek: Serum, mayi
Minimum hacim: 0,5 ml
Örnek tüpü: Düz rutin test tüpü (kırmızı kapak)
Referans değerler:
Total komleman: 75-106 unit/ml
C3: Yetişkin: 55-120 mg/dl
Kordon kanında: 57-116 mg/dl
Prematürde: 57-116 mg/dl
4-6 ay: 60-125 mg/dl
7-12 ayda: 70-180 mg/dl
1-3 yaş: 75-180 mg/dl
3 yaş üstü: 85-200 mg/dl
İnterfere edici faktör: C3 oda ısısında çok stabil değildir.
İnterfere edici faktör: C3 oda ısısında çok stabil değildir.
C3 düzeyinde düşüklük: Otoimmun hastalıklar (SLE), serum hastalığı (immun kompleks hastalığı), romatoit artrit, sjögren sendromu, bakteriemi ve ciddi sepsis, doku hasarı, kronik hepatit, glomerulonefrit, lupus nefriti, malnutrisyon, DIC, akut renal transplant rejeksiyonu, protein malnutrisyonu, anemi,ve konjenital eksikliklerde görülür.
C4 ÖLÇÜMÜ
Yöntem: Nefelometrik
Örnek: Serum, mayi
Minimum hacim: 0,5 ml
Örnek tüpü: Düz rutin test tüpü (kırmızı kapak), düz tüp (mavi)
Referans değerler:
Yetişkin: 20-50 mg/dl
Kordon kanında: 7-23 mg/dl
Prematürde: 7-23 mg/dl
0-7 gün : 7-25 mg/dl
7gün -3 ay: 7-30 mg/dl
4 ay -1yaş: 8-42 mg/dl
2-12 yaş: 15-42 mg/dl
12 yaş üstü: 15-50 mg/dl
Klinik kullanımı:
Klinik kullanımı:
Yükseldiği durumlar: Akut inflamatuvar durumlar ve maligniteler
Azaldığı durumlar : SLE, A.GN, Kr. Hepatit, otoimmun hastalıklar, herediter anjioödem, protein kaybettiren hastalıklar, konjenital eksiklik.
KLASİK YOLUN DEĞERLEDİRİLMESİ
CH50 hemolitik testlerinde hasta serumunun antikorla kaplı koyun eritrositlerini lize etme kapasitesi ölçülür.
CH50 testinde:
CH50 testinde:
Tavşan anti-koyun antikorları ile kaplı eritrositleri içeren agaroz jel insan serumu ile +4ºC’de inkübe edilir. Hasta serumunda bulunan C1 kompleman yolağını çalıştırması plakta berrak bir zon görünümüne yol açan eritrosit lizisi ile sonuçlanır.
Hastalara ait örneklerin çapı standard eğriden okunarak yüzde normal kompleman aktivitesi hesaplanır. CH50 değeri antikorlarla kaplı eritrositlerin %50’sini lize etmek için gerekli serum miktarını gösterir.
ALTERNETİF YOLUN DEĞERLENDİRİLMESİ
AP50 testinde ise C3b’yi aktive ederek; alternatif yolağı aktive etme özelliğine sahip olan tavuk eritrositleri kullanılır.
LEKTİN YOLUNUN DEĞERLENDİRİLMESİ
Lektin yolunun işlevini ölçmek için ise mannan ile kaplı ELISA plaklarına hasta serumu eklenir. Hasta serumunda bulunan MBL’nin mannana bağlanmasını takiben MASP enzimleri C4’ü parçalar. Plakta biriken C4b ve C4d molekülleri enzim ile konjüge monoklonal antikorlar kullanılarak ölçülebilir.
KOMPLEMAN FİKSASYON TESTİ
İndikatör olarak kullanılan eritrositleri eritmek üzere C’ı kullanan 2 basamaklı bir yöntemdir.
1. basamak; antijen ile antikorun sıvı fazdaki C varlığında reaksiyona girmesini içerir.
Kompleman, kobay veya tavşan serumundan elde edilir.
Antijen ile antikor birbiri ile uyumlu ise C sistemi klasik yoldan aktive olur.
2. basamakta karışıma indikatör sistem eklenir.
2. basamakta karışıma indikatör sistem eklenir.
İlk inkübasyon sırasında C aktive olmuş ve tüketilmiş ise , indikatör sistemde erime olmayacaktır.
İlk basamakta özgül antijen veya antikor yoksa C indikatör sistemdeki antijen-antikor kompleksine bağlanacak ve bu sistemdeki eritrositleri eritecektir.
CF testi, antijeni veya antikoru saptayabilen yarı kantitatif bir yöntemdir.
CF testi IgM’yi IgG’den ayıramaz; zira her 2 antikor sınıfı da C’ı bağlayabilir.
CF testi IgM’yi IgG’den ayıramaz; zira her 2 antikor sınıfı da C’ı bağlayabilir.
Dolayısıyla akut infeksiyonda tanı koydurucu olabilmesi için titrede 4 kat artışın gözlemlenmesi gerekir.
Çok duyarlı bir yöntemdir, infeksiyon hastalıklarının serolojisinde geniş bir uygulama alanına sahiptir.
Oldukça zor ve zahmetli olduğu için referans laboratuvarları dışında nadiren kullanılır.
Coxackie virüs gibi prevalansı düşük virüslere karşı antikor saptamada uygun bir yöntemdir.
KAYNAKÇA
Kılıçturgay K. İmmünoloji 2003, Yenileştirilmiş 3. Baskı, Bursa, Nobel & Güneş Yayınevi, 2003, 203.
Walport MJ. Complement. Second of two parts. N Engl J Med, 2001, 344: 1140-4
Tietz textbook, 3. Baskı, 1999, 502
Erbil, M. Kemal, Laboratuvar testleri ve klinik kullanımı, GATA Basımevi, 2007
Murray PR, Rosenthal K, Kobayashi GS, Pfaller MA. Medical Microbiology. 3rd ed. Mosby Year Book, 1998.
