Der Hauptunterschied zwischen dem klassischen alternativen und dem Lektinweg besteht darin, dass die Initiierung des klassischen Wegs durch die Bindung von Antigen-Antikörper-Komplexen an das C1q-Protein erfolgt und die Initiierung des alternativen Wegs durch die Bindung von C3b an Fremdoberflächen, während die Initiierung des Lektinwegs durch mannosebindendes Lektin erfolgt.
Der Komplementweg oder die Komplementkaskade ist ein Teil des Immunsystems, das die Fähigkeit von Fresszellen und Antikörpern verbessert, Mikroben und beschädigte Zellen zu zerstören und aus einem Organismus zu entfernen, Entzündungen zu fördern und die Zellmembran des Krankheitserregers anzugreifen. Die Komplementwege werden vom angeborenen und adaptiven Immunsystem generiert. Dieses System besteht aus kleinen Proteinen, die von der Leber synthetisiert werden und in inaktiver Form im Blut zirkulieren. Diese Proteine oder Vorläufer werden in den Komplementwegen aktiviert. Es gibt drei Arten von Komplementwegen: den klassischen Weg, den alternativen Weg und den Lektinweg.
Was ist ein klassischer Weg?
Der klassische Weg ist einer der drei Wege, die das Komplementsystem aktivieren. Das Komplementsystem ist ein Teil des Immunsystems. Die Antigen-Antikörper-Komplexe zusammen mit den Antikörper-Isotypen IgG und IgM initiieren das Komplementsystem. Apoptotische Zellen, nekrotische Zellen und Akute-Phase-Proteine aktivieren ebenfalls den klassischen Weg.
Abbildung 01: Klassischer Weg und alternativer Weg
Dieser Weg wird durch die Bindung von Antigen-Antikörper-Komplexen an das C1q-Protein initiiert; die globuläre Region von C1q erkennt und bindet an die Fc-Region der Isotypen der Antikörper IgG und IgM. Sie binden auch an bakterielle und virale Oberflächenproteine, apoptotische Zellen und Akute-Phase-Proteine. In Abwesenheit von Aktivierungsfaktoren wird C1q Teil des inaktiven C1-Komplexes, der aus sechs Molekülen C1q, zwei Molekülen C1r und zwei Molekülen C1s besteht. Die Bindung von C1q führt zu Konformationsänderungen und Aktivierung der Serinprotease C1r. Dies aktiviert und sp altet die Serinprotease C1s. C1s sp alten dann C4 in C4a und C4b und C2 in C2a und C2b. C4b hilft bei der Bildung von C3-Konvertase, C4bC2a. Die C3-Konvertase hat die Fähigkeit, c3 in C3a und C3b zu sp alten, was ein wichtiger Faktor für die nächste enzymatische Reaktion ist. C3v bindet an C3-Konvertase, um C5-Konvertase, C4b2a3b, zu bilden, während C3a Entzündungszellen rekrutiert. Diese sind als Anaphylatoxine bekannt. C5-Konvertase sp altet C5 in C5 a und C5b. C5b verbindet sich mit anderen terminalen Komponenten, um den Membranangriffskomplex (MAC) zu bilden. Dies führt zur Lyse invasiver Bakterien, indem sie in Zielzellmembranen eingeführt werden, wodurch funktionelle Poren entstehen.
Was ist ein alternativer Weg?
Der alternative Weg ist einer der drei Wege, die Krankheitserreger opsonisieren und zerstören. Viren, Pilze, Bakterien, Parasiten, Immunglobulin A und Polysaccharide aktivieren den alternativen Weg und bilden unabhängig vom Immunsystem einen wesentlichen Abwehrmechanismus. Das C3b-Protein löst diesen Weg aus, und dieses Protein bindet direkt an eine Mikrobe. Fremdstoffe und geschädigtes Gewebe lösen ebenfalls den alternativen Weg aus. Da C3b frei und im Plasma reichlich vorhanden ist, hat es die Fähigkeit, an eine Wirtszelle oder eine Pathogenoberfläche zu binden. An der Verhinderung der Komplementaktivierung auf der Wirtszelle sind verschiedene regulatorische Proteine beteiligt.
Komplementrezeptor 1 (CR1) und Zerfallsbeschleunigungsfaktor (DAF) konkurrieren mit Faktor B, um an C3b auf der Zelloberfläche zu binden und Bb aus dem C3bBb-Komplex zu entfernen. Die Sp altung von C3b in die inaktive Form, iC3b, durch Plasmaprotease namens Komplementfaktor 1 hemmt die Bildung von C3-Konvertase. Komplementfaktor 1 erfordert einen C3b-Bindungsprotein-Cofaktor wie Faktor H, Cr1 oder Membran-Cofaktor der Proteolyse. Faktor H hemmt die Bildung von C3-Konvertase, indem er mit Faktor B um die Bindung an C3b konkurriert. Dadurch wird auch der Zerfall der C3-Konvertase beschleunigt. CFHR5, das mit dem Komplementfaktor H verwandte Protein 5, hat die Fähigkeit zu binden, um als Cofaktor für Faktor 1 zu fungieren und die abbauende Aktivität zu beschleunigen, und bindet an C3b in Wirtszellen.
Was ist ein Lektinweg?
Der Lektinweg ist eine Art Kaskadenreaktion im Komplementsystem. Nach der Aktivierung dieses Weges produziert die Wirkung von C4 und C2 aktivierte Komplementproteine weiter unten in der Kaskade. Dieser Weg erkennt keinen an sein Ziel gebundenen Antikörper und beginnt mit der Bindung von Mannose-bindendem Lektin (MBL) oder Ficolin an bestimmte Zucker. Dieses MBL bindet an Zucker wie Mannose und Glucose mit OH-Gruppen in terminalen Positionen an Kohlenhydraten oder Glykoproteinen, Bestandteilen von Bakterien, Pilzen und einigen Viren.
Abbildung 02: Komplementwege
MBL, auch bekannt als Mannose-bindendes Protein, ist in der Lage, das Komplementsystem durch Bindung an Pathogenoberflächen zu initiieren. Multimere von MBL bilden Komplexe mit Serinproteasen (Mannose-bindendes Lectin-assoziierte Serinprotease: MASP1, MASP2 und MASP3), die Proteinzymogene sind. Sie ähneln C1r und C1s in anderen Signalwegen. MASP1 und MASP2 werden aktiviert, um die Komponenten C4 und C2 in C4a, C4b, C2a und C2b zu sp alten. C4b neigt dazu, an bakterielle Zellmembranen zu binden. Wenn es nicht aktiviert wird, verbindet es sich mit C2a, um die klassische C3-Konvertase zu bilden, die der alternativen C3-Konvertase gegenübersteht. C4a und C2b wirken als potente Zytokine. C4a verursacht eine Degranulation von Mastzellen und Basophilen und C2b erhöht die Gefäßpermeabilität.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen der klassischen Alternative und dem Lektinweg?
- Klassische, alternative und Lektinwege werden durch eine Kaskade von Reaktionen aktiviert, die zum Membranangriffskomplex führen.
- Sie sind Teil des Immunsystems.
- Jeder Signalweg hat einzigartige Proteine für die Initiierung.
- Sie werden durch bestimmte Isotypen von Antikörpern aktiviert, die an Antigene gebunden sind
Was ist der Unterschied zwischen der klassischen Alternative und dem Lektinweg?
Die Initiierung des klassischen Wegs erfolgt durch die Bindung von Antigen-Antikörper-Komplexen an das C1q-Protein. Die Initiierung des alternativen Wegs erfolgt durch die Bindung von C3b an fremde Oberflächen, während die Initiierung des Lektinwegs durch Mannose-bindendes Lektin erfolgt. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen dem klassischen alternativen und dem Lektinweg. Die Rolle des klassischen Signalwegs besteht darin, dass er als Effektorarm der adaptiven Immunität fungiert, während alternative und Lektin-Signalwege in der angeborenen Immunität funktionieren. Darüber hinaus sind C4- und C2-Aktivierungen im klassischen Weg C1s und im Lectin-Weg MASP-2, während es im alternativen Weg keine C4- und C2-Aktivierung gibt.
Die folgende Infografik zeigt die Unterschiede zwischen dem klassischen alternativen und dem Lektinweg in tabellarischer Form zum direkten Vergleich.
Zusammenfassung – Klassischer vs. alternativer vs. Lektin-Weg
Die Initiierung des klassischen Wegs erfolgt durch die Bindung von Antigen-Antikörper-Komplexen an das C1q-Protein. Die Initiierung des alternativen Wegs erfolgt durch die Bindung von C3b an fremde Oberflächen, während die Initiierung des Lektinwegs durch Mannose-bindendes Lektin erfolgt. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen dem klassischen alternativen und dem Lektinweg.
