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第5次課 授課時間： 年 月 日
課程名稱 | 年級 | 06級 | 專業(yè)、層次 | 臨床醫(yī)學等 | ||||
授課教師 | 李成文 | 職稱 | 副教授 | 課型（大、小) | 理論大課 | 學時 | 3 | |
授課題目（章、節(jié)) | 第五章 補體系統(tǒng) | |||||||
基本教材及主要參考書 | 《醫(yī)學免疫學》陳慰峰主編，第四版，人民衛(wèi)生出版社 《Medical Immunology》 第十版 科學出版社 2002 《醫(yī)學免疫學》何維主編 人民衛(wèi)生出版社 2005.08 | |||||||
目的與要求： 1、掌握補體的定義，補體滅活條件，補體三條激活途徑的比較，補體的生物學作用。 2、熟悉補體系統(tǒng)的組成和理化性質(zhì)。 3、了解補體活化的調(diào)控。 | ||||||||
教學內(nèi)容與時間安排、教學方法： 復(fù)習上次課主要內(nèi)容 （ 10分鐘) 1．第一節(jié) 概 述 （ 20分鐘) 2． 第二節(jié) 補體系統(tǒng)的激活 （ 45分鐘) 3． 第三節(jié) 補體活化的調(diào)控 （ 15分鐘) 4． 第四節(jié) 補體的生物學作用 （ 20分鐘) 課后小結(jié) （ 5分鐘) 教學方法：CAI, 大量圖片簡圖加深感性認識，布置一些內(nèi)容自學，講授法。 | ||||||||
教學重點、難點： 以補體的定義，補體滅活條件，補體三條激活途徑的比較，補體的生物學作用為教學重點；以補體三條激活途徑、補體活化的調(diào)控為教學難點。 | ||||||||
教研室審閱意見： 教研室主任簽名： 年 月 日 | ||||||||
基本內(nèi)容 | 教學手段 | 課堂設(shè)計和時間安排 |
復(fù)習上次課主要內(nèi)容 補體系統(tǒng) 第一節(jié) 概 述 在新鮮血清中發(fā)現(xiàn)的一種成分，能輔助抗體介導的溶菌作用，是抗體溶細胞作用的必要補充成分，因而叫補體（complement,C) 1．補體系統(tǒng)概念：存在于人和脊椎動物血清與組織液中一組經(jīng)活化后具有酶活性的蛋白質(zhì)，包括30余種可溶性蛋白和膜結(jié)合蛋白。 在正常情況下，補體蛋白以非活化的蛋白前體形式存在于血清中。 2．補體系統(tǒng)的組成：按功能可分為三類 （1)補體的固有成分：指存在于體液中參與補體激活級聯(lián)反應(yīng)的補體成分。共有的成分是C3、C5~C9。 經(jīng)典激活途徑— C1q 、C1r 、C1s、C4、C2； 旁路激活途徑— B因子、D因子； 甘露糖結(jié)合凝集素途徑— 甘露糖結(jié)合凝集素、絲氨酸蛋白酶； （2)補體調(diào)節(jié)蛋白：備解素P因子、C1抑制物、I因子、C4結(jié)合蛋白、H因子、S蛋白等。作用是控制補體分子的活化。 （3)介導補體生物學效應(yīng)的受體：補體受體（complement recepter,CR)有CR1~CR5、C3aR、C2aR、C4aR等。 3．來源： 主要是肝細胞和單核-巨噬細胞。實驗動物中，豚鼠血清中補體含量較高。 4．命名原則： 補體系統(tǒng)組成和功能復(fù)雜，按WHO專門的命名委員會命名規(guī)則是 *固有成分的命名按發(fā)現(xiàn)的先后順序；如C1、C2~C9。 *其它成分按功能命名；如C1抑制物，C4結(jié)合蛋白等。 *酶解片段：該補體成分符號后加小寫英文字母，小片段用a，大片段用b，如C3a，C3b；活性片段在符號上加一橫線，如C3bBb；滅活片段在符號前加英文字母i，如iC3b。 5．補體的理化性質(zhì)： a) 化學組成是多糖蛋白，大多是β球蛋白，少數(shù)是α和γ球蛋白； b) D因子分子量最小，C4結(jié)合蛋白的分子量最大； c) 血清中C3含量最高，一般不因免疫而增加 ，在患某些疾病時補體總含量或單一成分含量可發(fā)生變化； d) 不耐熱，56℃30分鐘滅活。 第二節(jié) 補體的激活 含義：在生理情況下，血清中大多數(shù)補體成分均以無活性的酶前體形式存在。只有在某些活化物的的作用下，或在特定的固相表面上，補體成分依次被激活，形成一系列級聯(lián)反應(yīng)，最終導致溶細胞效應(yīng)；同時活化過程中產(chǎn)生的多種水解片段，產(chǎn)生不同的生物學效應(yīng)。 分類：在進化和感染過程中，依次出現(xiàn)的激活途徑是旁路激活途徑—MBL途徑—經(jīng)典途徑。一般說來，經(jīng)典途徑的活化總是在機體已產(chǎn)生了特異性免疫應(yīng)答后開始的，而替代途徑的活化則可早于經(jīng)典途徑，對微生物的早期感染具有防御作用。這種命名的不合理源于對旁路途徑的認識遠遠晚于經(jīng)典途徑。 （一)、經(jīng)典途徑 （第一途徑，傳統(tǒng)途徑) 1． 激活物： 免疫復(fù)合物（immune complex,IC)，即抗原抗體復(fù)合物。游離的或可溶性抗體不能激活補體，只有抗體與抗原結(jié)合或與細胞表面的抗原結(jié)合后，F(xiàn)c段變構(gòu)，補體才能與抗體的補體結(jié)合位點結(jié)合。 2． 激活順序：共有11中蛋白成分參與。 （1)識別階段：C1與抗原抗體復(fù)合物中抗體的補體結(jié)合位點結(jié)合——活化的C1形成。 C1結(jié)構(gòu)： P52圖5-1。C1是由C1q、C1r、C1s 依賴鈣離子組成的5個亞單位的多聚體復(fù)合物其中C1q起識別作用，C1r和C1s則具備催化功能。 C1q為六聚體，由18條3類肽鏈組成，每3條不同肽鏈構(gòu)成一股螺旋，最終形成由6個球性頭部m.52667788.cn組成的花蕾樣結(jié)構(gòu)，每一亞單位的頭部是與抗體的補體結(jié)合位點結(jié)合的部位（補充圖示)。 C1r、C1s與C1q相連。當兩個以上的C1q頭部被IC中抗體的Fc段固定時，C1q的構(gòu)象才發(fā)生改變，才能激活后續(xù)的補體成分。即每一個C1分子必須同時與兩個以上的免疫球蛋白分子結(jié)合才能啟動經(jīng)典途徑。由于IgM通常是五聚體，含5個Fc 段，因此單個IgM分子即可結(jié)合2個以上C1q，啟動補體的激活。但IgM在游離情況下其補體結(jié)合位點不能接觸C1q，而與抗原結(jié)合后發(fā)生構(gòu)型改變，暴露出補體結(jié)合部位，所以游離的抗體不能激活補體；IgG是單體，需兩個以上的IgG分子凝聚后才能結(jié)合2個以上的C1q，而只有當IgG與抗原結(jié)合后才能使兩個以上的IgG分子靠攏，提供兩個以上的補體結(jié)合位點，因而IgG激活補體的能力不如IgM。 過程：抗原與抗體結(jié)合—抗體變構(gòu)，暴露Fc段的補體結(jié)合位點（IgG1~IgG3的CH2區(qū)及IgM的CH3區(qū))—與補體C1的C1q結(jié)合—C1q構(gòu)象改變—C1r被裂解，活化，具有酯酶活性—裂解C1s，形成蛋白酶活性片段C1s—最終形成具有絲氨酸酯酶活性的C1復(fù)合物—依次裂解補體后續(xù)成分。 （2)活化階段：C3轉(zhuǎn)化酶和C5轉(zhuǎn)化酶的形成。 活化的C1s裂解C4—大片段C4b與細胞膜或抗原抗體復(fù)合物結(jié)合；小片段C4a釋放入液相—有Mg2+時，C2與附著有C4b的細胞表面結(jié)合—C2被C1s裂解—小片段C2a釋放入液相；大片段C2b與C4b形成C4b2b復(fù)合物，即C3轉(zhuǎn)化酶； C4b2b中的C4b與C3結(jié)合—由C2 b水解C3—大片段C3b一般與水分子作用，不再參與后續(xù)反應(yīng)，約10%的C3b與細胞表面的C4b2b結(jié)合，形成C4b2b3b復(fù)合物，即C5轉(zhuǎn)化酶。 C3被裂解為C3a和C3b，后者有兩個結(jié)合部位：通過不穩(wěn)定結(jié)合部位結(jié)合至抗原抗體復(fù)合物或靶細胞膜；通過穩(wěn)定結(jié)合部位結(jié)合至具有C3b 受體的細胞膜上。對于介導補體的調(diào)理作用具有重要意義。 （3)末端效應(yīng)：膜攻擊復(fù)合物或無溶細胞活性成分的形成。 *膜攻擊復(fù)合物：當補體的激活發(fā)生在胞膜脂質(zhì)雙層時，則形成membrane attack complex,MAC。圖 C5與C5轉(zhuǎn)化酶中的C3b 結(jié)合—C5被裂解—C5a釋放入液相，C5b在細胞膜表面與C6、C7結(jié)合為C5b67復(fù)合物—插入漿膜脂質(zhì)雙層—與C8高親和力結(jié)合為C5b678，牢固吸附于胞膜，細胞出現(xiàn)輕微損傷—C8與12~15個分子的C9聯(lián)結(jié)為C5b~9，即MAC—為中空的多聚C9（poly-C9)，插入胞膜脂質(zhì)雙層，形成內(nèi)徑11nm的小孔—可溶性分子、離子、水分子自由透過胞膜，蛋白質(zhì)不能滲出胞漿—胞內(nèi)滲透壓降低，細胞溶解。 *無溶細胞活性成分：當補體的激活發(fā)生在沒有靶細胞的血清中，則有關(guān)補體成分可與S蛋白結(jié)合形成親水性的、無溶細胞活性的SC5b~7、8、9。 （二)、旁路途徑（第二途徑，替代途徑) 1． 激活物：某些細菌、內(nèi)毒素、酵母多糖、葡聚糖、凝聚的IgA和IgG4、哺乳動物細胞。 這些激活物主要是為補體激活的級聯(lián)反應(yīng)提供可以進行的接觸表面。不依賴特異性抗體的形成，在感染早期為機體提供有效的防御機制。 2． 激活過程：P54圖5-4 。越過C1、C4、C2，直接激活C3，繼而是C5至C9的級聯(lián)反應(yīng)。 C3b與B因子結(jié)合—結(jié)合后的B因子被血清中的D因子裂解—Ba釋放入液相，Bb附著C3b形成C3bBb復(fù)合物，即C3轉(zhuǎn)化酶（C3轉(zhuǎn)化酶易被降解，備解素P與之結(jié)合為C3bBbP，使之穩(wěn)定，)—C3被裂解—C3b沉積在顆粒表面與C3bBb結(jié)合為C3bBb3b(C3bnBb)，即C5轉(zhuǎn)化酶—引起末端效應(yīng)。 3． 說明： *C3b的來源：由經(jīng)典途徑或自發(fā)產(chǎn)生；血漿中的C3可自然緩慢地裂解，持續(xù)產(chǎn)生少量C3b。 *C3b水平的調(diào)節(jié)：生理情況下產(chǎn)生的少量C3b與B、D因子相互作用產(chǎn)生C3bBb,此酶效率不高且不穩(wěn)定，H因子可置換其中的Bb，使C3b與Bb解離，解離或游離的C3b可立即被I因子滅活。因此在無激活物質(zhì)時，C3轉(zhuǎn)化酶保持在極低水平，不能激活后續(xù)反應(yīng)，但這種C3低速度裂解和低濃度C3轉(zhuǎn)化酶的形成可被喻為“箭在弦上，一觸即發(fā)”。（補充圖示) 在激活物存在條件下，C3b不易I因子滅活，C3bBb中的Bb不易H因子置換，是激活過程得以進行。補充圖示。 *C3b正反饋途徑：當C3被激后時，裂解片段C3b通過替代途徑被合成C3轉(zhuǎn)化酶，后者進一步使C3裂解，這一過程一旦被觸發(fā)，就可能在激活部位產(chǎn)生顯著的擴大效應(yīng)。圖示。 （三)、MBL途徑： P53圖5-3與經(jīng)典途徑基本相同。 1．起始不同：炎癥期產(chǎn)生的急性期蛋白（甘露糖結(jié)合凝集素和C反應(yīng)蛋白)與病原體結(jié)合。 2．在感染早期發(fā)揮作用。 3．MBL相關(guān)的絲氨酸蛋白酶（MASP)的形成： 炎癥急性期MBL增高—與細菌的甘露糖殘基結(jié)合—與絲氨酸蛋白酶結(jié)合，形成MASP—具有活化的C1q同樣的生物學活性。 （四)、三種途徑特點的比較 第三節(jié) 補體活化的調(diào)控 正常情況下，補體的激活處于嚴密的控制下，有效地維持機體的自穩(wěn)功能，不會造成自身組織細胞的損傷。調(diào)控機制包括： 1． 自身調(diào)控： *C3轉(zhuǎn)化酶、C3b、C4b、C5b易衰變，可阻斷補體級聯(lián)反應(yīng)。 *C3b、C4b、C5b結(jié)合于固相才能激發(fā)經(jīng)典途徑。 *旁路途徑的C3轉(zhuǎn)化酶在特定的細胞或顆粒表面才具有穩(wěn)定性。 2． 調(diào)節(jié)因子：已發(fā)現(xiàn)可溶性或膜結(jié)合性補體調(diào)節(jié)蛋白10余種，主要有： C1抑制分子（C1 inhibitor,C1INH)—與活化的C1r、C1s共價結(jié)合而滅活C1。 C4結(jié)合蛋白（C4 binding protein,C4bp)—與C4b結(jié)合，抑制C4b與C2結(jié)合，防止C4b2b的組裝及加速其衰變；促進I因子的作用。 I因子—C3m.52667788.cn/Article/b滅活因子，也可裂解C4b。使C4b2b、C3bBb不能與C3b結(jié)合形成C5轉(zhuǎn)化酶。 H因子—置換C3bBb中的C3b，促進C3b被I因子酶解，加速C3轉(zhuǎn)化酶的滅活，。 P因子—備解素（properdin,P)。與C3bBb結(jié)合使替代途徑的C3轉(zhuǎn)化酶穩(wěn)定。 S蛋白—干擾C5b67與胞膜的結(jié)合，不能使細胞裂解。 C8結(jié)合蛋白—C8bp，同源性限制因子。阻止C5678中的C8與C9的結(jié)合，從而避免危及自身細胞膜的損傷（C567結(jié)合的細胞膜不限于引起補體激活的異物細胞膜，也可能結(jié)合在鄰近的自身細胞膜上。)由于C5678中的C8只與同種C8bp結(jié)合，所以又稱同源限制因子。 第四節(jié) 補體的生物學作用 1． 細胞溶解作用：細胞毒及溶菌、殺菌作用 溶解病原體：如細菌、寄生蟲等，抵抗病原微生物感染。某些微生物在無抗體形成時可激活旁路途徑而被溶解，是病原體感染早期機體的防御機制。值得注意的是，補體主要對一些細菌性感染有作用，而對病毒則無明顯效果。 溶解自身組織細胞：針對細胞表面自身抗原的抗體可固定補體，形成MAC，引起組織損傷與疾病�？扇芙饧t細胞、白細胞、血小板等。 2． 調(diào)理作用： 調(diào)理作用的概念見免疫球蛋白章節(jié)。 補體的調(diào)理作用：補體活化過程中產(chǎn)生的C3b一端與中性粒細胞或巨噬細胞表面的相應(yīng)受體C3b受體結(jié)合（通過穩(wěn)定結(jié)合部位)，另一端與靶細胞或免疫復(fù)合物結(jié)合（通過不穩(wěn)定結(jié)合部位)，促進微生物與吞噬細胞的粘附，并被吞噬殺傷。IgM本身沒有調(diào)理作用，但在補體參與下可間接起調(diào)理作用，補充圖示。 免疫粘附作用：補體激活后通過C3b與菌細胞結(jié)合，另一端與具有C3b受體的紅細胞或血小板結(jié)合，則可形成較大復(fù)合物。大分子復(fù)合物易被體內(nèi)吞噬細胞吞噬清除。與調(diào)理作用的區(qū)別在于結(jié)合的不是吞噬細胞。 3． 引起炎癥反應(yīng)： C3a、C4a、C5a具有炎癥介質(zhì)作用，又稱為過敏毒素。可與肥大細胞和嗜堿性粒細胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合，使之脫顆粒，釋放血管活性胺類物質(zhì)，引起過敏反應(yīng)。C5a的過敏毒素作用最強，也是一種中性粒細胞趨化因子。 4．清除IC：避免IC沉積在血管壁，激活補體造成周圍組織損傷。 5. 免疫調(diào)節(jié)：多環(huán)節(jié)。 | 設(shè)問 啟發(fā)式 三條途徑對比介紹 圖片 圖片 圖 圖 圖 圖 圖 圖 提問 | 10分鐘 20分鐘 通過介紹補體發(fā)現(xiàn)實驗引出補體概念 45分鐘 第一節(jié)課結(jié)束 休息10分鐘 第二節(jié)課結(jié)束 課后小結(jié) 第三節(jié)課結(jié)束 |
小 結(jié) | 補體的定義； 補體系統(tǒng)的組成和理化性質(zhì)； 補體滅活條件； 補體三條激活途徑的比較； 補體的生物學作用。 |
復(fù) 習 思 考 題 、 作 業(yè) 題 | 1．補體的定義； 2．補體滅活條件是什么； 3．試列表比較補體三條激活途徑。 4．試述補體的生物學作用。 |
下 次 課 預(yù) 習 要 點 | 1．細胞因子的概念和類別； 2．細胞因子的作用方式及特點； 3．MHC的定義； 4．HLA-I、II、III類基因位點分別包括哪些及其分布； 5．HLA的功能。 |
實 施 情 況 及 分 析 |
