¿Por qué las paredes de las células bacterianas no evitan que se revienten cuando son atacadas por el complemento?

Aunque esta parece ser una pregunta simple en el exterior, la respuesta será confusa y poco clara porque todavía no sabemos la respuesta exacta .

Respuesta corta : los MAC son bactericidas no por el agua que entra a borbotones. Se debe a otros mecanismos efectuados por el daño a la integridad de la membrana.

Respuesta larga

En primer lugar, asumo que ya conoces la cascada del complemento , las vías y cosas por el estilo, y no entraré en eso. Pero para mencionarlo de pasada, MAC no es la única forma en que el complemento puede ayudar al sistema inmunológico. También puede opsonizar antígenos y liberar anafilotoxinas para modificar la respuesta inmune.

La mayoría de los estudios relacionados con el ensamblaje del MAC y las lesiones de membrana resultantes se han realizado en sistemas modelo, por ejemplo, eritrocitos y bicapas lipídicas artificiales. La ventaja de estos sistemas es la facilidad de caracterizar las lesiones de membrana en comparación con las membranas bacterianas. Además, las pruebas de fijación del complemento (que utilizan eritrocitos y complemento) han sido muy utilizadas incluso con fines diagnósticos hasta hace poco tiempo. El daño osmótico, los eflujos de iones de los que habla, ocurren aquí y conducen a la lisis de los eritrocitos. Incluso en su caso, hay 2 modelos de cómo funcionan los MAC: uno es haciendo un poro (en la imagen) y el otro formando parches con fugas en la membrana. Sin embargo, se cree que la forma en que funcionan los MAC bactericidas es diferente y un poco más compleja que esto:

Es posible que esta imagen se haya utilizado solo con fines didácticos, pero no se puede aplicar en un sistema bacteriano simplemente porque las envolturas de las células bacterianas son diferentes. Es importante diferenciar los dos grupos principales: paredes celulares Gram positivas y Gram negativas al analizar el mecanismo de bactericida de MAC. Es importante tener en cuenta que la acción bactericida mediada por MAC se ha informado predominantemente solo en organismos Gram negativos. Se cree que esta resistencia en las bacterias Gram positivas no se debe a la turgencia o la turgencia osmótica, sino al peptidoglucano denso de las bacterias Gram positivas, que impide el acceso a la membrana celular interna donde se ensambla el MAC. También hay bacterias Gram negativas resistentes a MAC, pero no discutamos eso aquí. No está fuera de lugar mencionar aquí que especies como Neisseriadonde la cápsula es delgada y el peptidoglicano también lo es, son más susceptibles al daño del complemento.

Entonces, asegurando que la lisis bacteriana mediada por MAC no es solo agua que brota, ¿cómo se cree que sucede?

Para esto, necesitamos revisar la estructura de la pared celular Gram negativa. La estructura de la pared celular es bastante intrigante ya que resulta que hay dos membranas lipídicas que encierran un espacio periplásmico que contiene poco peptidoglicano que las Gram positivas tienen mucho más.

Dado que hay dos membranas lipídicas, técnicamente, existe la posibilidad de que el MAC se pueda formar en ambas capas (los MAC se ensamblan en membranas hidrofóbicas). Los MAC que se ensamblan en la OML (capa de membrana externa) no son suficientes para causar la lisis. Se confirma que el daño tiene que ocurrir en la IML (capa de membrana interna). Se cree que el daño de la membrana interna es bactericida ya que es más restrictivo en su permeabilidad que el OML. Además, el IML está vinculado a varias funciones metabólicas celulares importantes que requieren gradientes iónicos adecuados. Un ejemplo es la fosforilación oxidativa que tiene lugar alrededor del IML.

Esto debería responder a su pregunta en el sentido de que los mecanismos de lisis celular parecen ser ligeramente diferentes en las bacterias que en los sistemas modelo (eritrocitos), pero profundicemos un poco más en esto.

Una pregunta persistente es "¿cómo puede algo tan grande como el MAC penetrar el OML y la capa de peptidoglicano para llegar al IML y causar daño?" La hipótesis de que MAC simplemente forma un agujero en el OML y otros factores séricos se filtran y causan daño al IML se ha descartado ya que el complemento solo puede ser de naturaleza bactericida. Para explicar esto, se han propuesto dos modelos:

Uno, donde el complemento se adhiere a sitios especiales en la membrana donde tanto OML como IML se aproximan (en sitios especiales donde las proteínas grandes se extienden por ambas membranas) y otro donde, el complemento crea un poro para permitir que los monómeros C9 se filtren, a su vez polimerizando para dañar el IML.

Supongo que esto lo explica todo. Aún así, le imploro que consulte el enlace a continuación y me corrija si me he equivocado en alguna parte.

Referencia: El mecanismo bactericida del complejo de ataque a la membrana del complemento, Lars Ootes, (PDF)