Che cos’è e come funziona il Sistema del Complemento

Uno dei sistemi di difesa del nostro corpo più potenti ma sconosciuto ai molti è il sistema del complemento, parte dell’immunità innata. Evolutosi in 700 milioni di anni, conta circa 30 diverse proteine che, complessivamente, raggiungono oltre 15 quintilioni di unità nel nostro corpo. Questo sistema, interamente gestito dalla chimica, si relaziona con alcune parti del sistema immunitario, alcune servono per attivare il sistema del complemento, mentre altre vengono attivate dal sistema del complemento stesso.

Il sistema del complemento, però, può anche essere pericoloso, per questo le cellule del nostro corpo dispongono di meccanismi che impediscono al sistema di attaccarle.

Funzioni del sistema del complemento

Il sistema del complemento svolge diverse funzioni cruciali per la nostra difesa immunitaria:

• Rallenta e blocca i patogeni, come i vigili quando c’è traffico.
• Marca i patogeni, mettendogli addosso un bersaglio e dicendo al sistema immunitario: “Attaccatelo!”
• Danneggia la membrana dei batteri con il MAC (complesso di attacco alla membrana).
• Aumenta la permeabilità dei vasi sanguigni, facilitando l’ingresso delle cellule immunitarie nei tessuti infetti.
• Autoregolazione, inibendo l’attività nei casi non necessari e rimuovendo aggregati di anticorpi e antigeni.

Perché è importante la forma delle proteine

Le proteine del complemento sono normali proteine che fluttuano nel corpo in attesa di essere attivate. La forma di una proteina è essenziale per il suo comportamento: una stessa proteina può essere benevola o malevola in base alla forma. Ad esempio, la keratina può formare capelli lisci o ricci, ma nel nostro caso, le proteine del complemento cambiano comportamento in base alla forma come un soldato che usa diverse armi e, quindi, può fare, o non fare, cose diverse in base al contesto.

Cosa fanno le proteine del complemento

In base alla forma, una proteina del complemento può:

• Fondersi con altre proteine
• Trasportare altre proteine o parti di esse
• Inviare segnali e messaggi
• Separare elementi di una proteina

Le proteine del complemento si attivano in una sequenza chiamata cascata del complemento, innescando una reazione a catena simile a una fissione nucleare dato che ogni proteina attivata andrà ad attivarne altre ancora e così via.

Cos’è il Fattore H

Per evitare danni eccessivi, il nostro corpo utilizza il fattore H, che modera l’attivazione del complemento come un tamburellista che dà il tempo ai soldati. In questo modo il sistema del complemento non si attiva quando non è necessario, dato che potrebbe causare dei danni.

Come si attiva il sistema del complemento in caso di infezione

Quando ci tagliamo, i batteri e i virus possono entrare nel corpo. Il sistema del complemento può attivarsi in tre modi:

• Via classica: attivata dagli anticorpi che rilevano un intruso tramite la proteina C1.
• Via alternativa: il complemento si attiva direttamente rilevando l’intruso.
• Via lectinica: attivata dalla lectina che si attacca ai carboidrati sulla superficie dei germi.

Via classica

In questa via il complemento riceve una chiamata d’aiuto dagli anticorpi che hanno rilevato un intruso tramite la proteina C1. È la prima via che è stata scoperta nel 19° secolo.

Via alternativa

Si chiama così perché è stata scoperta successivamente. In questo caso è il complemento ad attivarsi per primo perché rileva l’intruso, avvisa e attiva il resto dell’immunità. In questa via la C3b viene costantemente prodotta in piccole quantità dall’organismo, in modo tale che possa essere praticamente sempre in allerta così da legarsi ad un patogeno qualora necessario.

Via lectinica

Più simile alla via classica, si chiama così per via della lectina, una proteina delle MBL che si “appiccica” a dei carboidrati che formano la superficie dei germi. Le MBL non sono le uniche componenti della via lectnica, ci sono anche le ficoline che svolgono una funzione quasi identica, per questo fanno comunque parte della via lectinica.
In questa via, viene chiamato a raccolta il resto del complemento che già sa dove deve andare per arrivare alla C3 convertasi, ovvero la serie di attività che porta a produrre il MAC.

La via Lectinica non riconosce l’Acido sialico, una sostanza presente sulla superficie delle cellule dei vertebrati e proprio per questo si attiva solo contro gli ospiti non graditi e non sulle nostre cellule.
Le ficoline, invece, riconoscono principalmente l’acido lipotecoico, una componente della parete batterica dei Gram+, e il D-Fucosio e il Galattosio, ma questi ultimi due sono presenti solo sull’Aerococcus virìdans.
In caso di infezione, la risposta di fase acuta del fegato porta alla produzione di molte MBL che sono proprie della via lectinica.

In tutti i casi, le proteine C3 e C5 si attivano, dividendo rispettivamente in C3a e C3b, e C5a e C5b.

L’azione delle proteine C3a e C3b

• C3a: si diffonde rapidamente, creando una scia che guida le cellule immunitarie verso l’infezione e aumentando la permeabilità dei vasi sanguigni.
• C3b: si attacca ai patogeni come farebbero delle mine magnetiche, attivando altre proteine C3 e formando il MAC che perfora la membrana dei batteri, causandone la morte.

Cosa succede quando il sistema del complemento incontra un batterio

Se il nemico è un batterio, i fagociti provano ad afferrarlo e digerirlo, ma il batterio non è molto d’accordo e prova a scivolare come un’anguilla. Nel nostro caso C3b ha ricoperto il batterio rendendolo “appiccicaticcio”, infatti il fagocita ha i recettori proprio per la C3b, quindi fatti apposta per attaccarsi a C3b come il velcro e per il batterio non c’è più scampo.

Che cos’è il MAC

Abbiamo detto che un’altra parte delle C3b cambia nuovamente forma e tramite una serie di interazioni con altre proteine forma il MAC, l’arma finale contro i batteri. Il MAC è una vera e propria perforatrice che crea dei fori nella membrana del batterio che così inizia a perdere materiale interno fino a morire.

Cosa succede quando il sistema del complemento incontra un virus

Se il nemico è un virus, il sistema di complemento diventa fondamentale. I virus, a differenza dei batteri, non possono resistere per troppo tempo nello spazio che c’è tra una cellula e l’altra. Anzi, hanno bisogno di raggiungere una cellula per duplicarsi.

Le nostre proteine del complemento intervengono proprio in questo spazio fragile, si attaccano ai virus bloccando tutti i loro recettori così che non ne restano più per collegarsi alle cellule e li fermano in attesa che passi un fagocita.

Come i batteri eludono il sistema del complemento

Alcuni batteri, come il Treponema pallidum e la Borrelia burgdorferi, si coprono con molecole del nostro corpo per non essere rilevati. Altri, come lo Staphylococcus aureus e il Pseudomonas aeruginosa, creano aree di inattivazione che inibiscono la cascata del complemento. Streptococcus pneumoniae si copre con un rivestimento che impedisce l’attacco, mentre Bordetella pertussis si lega al fattore H per disattivare il complemento.