Белки острой фазы воспаления как маркеры

В ответ на любое повреждение, в том числе при физическом перенапряжении, в организме развиваются защитные физиологические реакции, направленные на локализацию очага повреждения и восстановление нарушенных функций, то есть воспаление. Комплекс изменений, возникающих вслед за повреждением, в совокупности составляет понятие «острая фаза воспаления», в развитии которой участвуют различные системы организма — иммунная, нервная, эндокринная, сердечно-сосудистая и другие [88, 160].

Белки острой фазы воспаления как потенциальные маркеры клинико-метаболических синдромов и риска срыва адаптации в спорте

Представление о воспалении как о системном процессе, индуцирующем ответные реакции на уровне макроорганизма, даже при наличии четко ограниченного очага во многом связано с открытием комплекса белков острой фазы воспаления (БОФ) или «адаптивных белков».

Понятие БОФ объединяет до 30 различных протеинов, выявляемых в плазме крови и других биологических жидкостях в острую фазу воспаления любой этиологии, обладающих различными физиологическими свойствами. К БОФ относят С-реактивный белок, сывороточный предшественник амилоида A, компоненты комплемента, ?1-гликопротеин, церулоплазмин, ?1-антитрипсин, ?-макроглобулины, фибриноген, протромбин, фактор VII, плазминоген, гаптоглобин, иммуноглобулины, ферритин и др. Концентрация их существенно зависит от стадии, течения заболевания и массивности повреждения, что и определяет ценность тестов для клинической лабораторной диагностики [90, 91, 93].

Практически все БОФ синтезируются в печени. Процесс их образования интенсифицируется катехоламинами, то есть стимуляцией симпатоадре- наловой системы, а также выходом из лейкоцитов в процессе фагоцитоза ряда пептидных факторов, способствующих биосинтезу в ядрах клеток молекул информационной РНК и, следовательно, белка. Кроме того, синтез БОФ активируется провоспалительными цитокинами: ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-11, фактором некроза опухолей-альфа (ФНО-?) и интерфероном-? (ИФ-?) [88, 160].

Многообразие БОФ связано с многокомпонентностью формирования воспалительного ответа, поэтому их число велико. К БОФ относятся протеины семейства пентраксинов (СРБ и проч.), транспортные белки (пральбумин, церулоплазмин, трансферрин) и ингибиторы протеаз (?1-антитрипсин, ?-макроглобулин), факторы коагуляции и фибринолиза (фибриноген и другие факторы). Общей характеристикой белков из группы пентраксинов является выраженная антипротеолитическая активность, а также способность к связыванию свободных радикалов, усилению коагуляции крови [26].

Повышение уровня БОФ при воспалении является компенсаторной реакцией, связанной со свойством ингибировать протеолитические ферменты (протеазы), которые освобождаются в процессе деструкции клетки и способны вызвать вторичное повреждение ткани [26, 27, 88].

В клинической практике широко используется определение уровня БОФ, что обусловлено их ключевой ролью в каскаде реакций неспецифической защиты при различных заболеваниях. Особенностью большинства БОФ является неспецифичность и высокая корреляция концентрации в крови с активностью патологического процесса. Это выгодно отличает БОФ от таких показателей, как СОЭ, число лейкоцитов и сдвиг лейкоцитарной формулы. В настоящее время общепризнано — для мониторинга течения воспалительного заболевания и контроля эффективности лечения более рационально использовать тесты на БОФ [1, 90, 91, 93].

Увеличение содержания БОФ в плазме крови отмечается спустя 5-6 ч после повреждения ткани. Максимальные сдвиги обнаруживаются между 12 и 48 ч развития острой воспалительной реакции. В зависимости от ее выраженности концентрация БОФ возрастает в 1,5—2,5 раза. Характерно, что в этот же период в клетках печени уменьшается образование других белков плазмы крови и прежде всего альбуминов. Интерпретируя количественное содержание БОФ в крови, следует учитывать как функциональное состояние печени, так и фильтрационную функцию почек, при снижении которой может повышаться концентрация отдельных гликопротеинов [1, 90, 91, 93, 113].

Реакция БОФ на воспалительный процесс в организме человека неодинакова, в связи с чем их делят на группы в зависимости от времени и степени выраженности реагирования. К первой группе БОФ, концентрация которых повышается в самом начале воспалительного процесса, относят представителей семейства пентраксинов: СРБ и амилоидный белок А сыворотки крови. Основным местом синтеза сывороточного СРБ как в норме, так и при патологии являются гепатоциты. Главная роль в запуске синтеза данного белка принадлежит ИЛ-1 и ИЛ-6. У здоровых взрослых концентрация СРБ в плазме крови крайне низка: 0,1-10 мг/л. Поэтому считают, что в норме СРБ практически отсутствует, и говорят об отрицательной реакции на белок, рассматривая его как парапротеин, то есть белок, появляющийся в крови при патологии [1, 90, 91, 93, 113].

Присоединенные к мембранам поврежденных клеток комплексы СРБ с лигандами активируют каскад системы комплемента. При этом осуществляется другая важная функция СРБ: способствовать удалению эндогенных веществ, образующихся при деструкции клеток [1, 90, 91, 93, 113].

Стаценко Е.А. Профилактика и коррекция нарушений функционального состояния у высококвалифицированных спортсменов в условиях тренировочного процесса. — М., 2014.

Концентрация в плазме некоторых белков увеличивается в ответ на стрессорные факторы, такие, как инфаркт миокарда, воспаление, малигнизация, травма, обширное оперативное вмешательство. Эти белки обозначаются как белки (реактанты) острой фазы, и их синтез является составной частью метаболического ответа на повреждение. Реактанты включают а,-антитрипсин, другие ингибиторы протеаз, С-реактивный белок, гаптоглобин, церулоплазмин и фибриноген. Уровни реактантов увеличиваются в течение 24 ч после повреждения в ответ на действие гуморальных медиаторов, в частности цитокинов, которые включают интерлейкин-1 (ИЛ-1), ИЛ-6, факторы некроза опухолей аир, интерфероны, тромбоцитактивирующие факторы. Эти гуморальные факторы продуцируются тканевыми макрофагами, моноцитами и эндотелиальными клетками. Вещества обладают различными функциями, включающими связывание с полисахаридами бактериальных стенок, активацию комплемента и стимуляцию фагоцитоза. Гуморальные эффекты ИЛ-1, ИЛ-6 включают увеличение продукции АКТГ и кортизола, ингибирование синтеза в печени белков, отличных от острофазовыхреактантов, включая альбумин, преальбумин и трансферрин. Ингибиторы протеаз, вероятно, инактивируют ферменты, высвобождаемые из лизосом, и уменьшают повреждение, которое может при этом развиваться.

Общим моментом для всех «белков острой фазы» является их синтез гепатоцитами и общая динамика их концентрации в крови, которая в определенной мере, обратна динамике концентрации альбумина. Вместестем, это функционально различные белки, отличающиеся по своим антигенным свойствам. Количественный анализ показал, что подъем концентрации «реактантов острой фазы» на ранней стадии воспаления соответствует снижению концентрации альбумина. Способ регулирования такого протеосинтеза в гепатоцитах неизвестен. Предполагают, что весь комплекс белков плазмы обусловливает определенное онкотическое давление. Если количество реактантов острой фазы увеличивается, увеличивается и онкотическое давление плазмы, что приводит к снижению синтеза и количества альбумина в сыворотке в пропорциональных отношениях.

Ускорение СОЭ в острой фазе воспаления объясняется изменениями в составе белков плазмы крови, особенно увеличением содержания белков с более низкой молекулярной массы, чем у альбумина, концентрация которого в этот период снижается.

Острофазовый ответ приводит к увеличению а, и а2-глобулиновых полос на электрофореграмме, хотя эта картина не является специфической. Определение индивидуальных острофазовых белков может использоваться для оценки тканевого повреждения или оценки активности заболевания.

С-реактивный белок назван так в связи со способностью прочно связываться с С-полисахаридом клеточной стенки пневмококков. Этот белок, по-видимому, синтезируется макрофагами. У здоровых людей этот белок практически отсутствует. Значительное увеличение в плазме С-реактивного белка происходит при многих воспалительных процессах, и его определение используется для диагностики и мониторинга заболеваний, например ревматоидного артрита. Функция этого белка неизвестна, но предполагается, что он способствует фагоцитозу, увеличивает подвижность лейкоцитов, активирует иммунные реакции и связывание комплемента.

Концентрация в плазме кислого гликопротеина,также называемого орозомукоидом, повышается в ответ на различные острые и хронические воспалительные стимулы. Функции белка неизвестны, но иногда его определение используется для индикации острофазового ответа.

Функция церулоплазмина до конца не выяснена. Он содержит около 90% меди сыворотки, хотя металл прочно связан с белком и обмен его затруднен; поэтому транспортную функцию белка нельзя считать основной.

Церулоплазмин — это сывороточная оксидоредуктаза, оксидаза. В настоящее время подтверждено его участие в острофазовом ответе, способность инактивировать свободные радикалы — высокореактивные химические агенты с неспаренными электронами (например ОН), образующиеся из кислорода и способные вызывать повреждение ткани. Свободные радикалы образуются при «взрывах» окислительного метаболизма, наблюдаемых во время фагоцитоза. Важная роль церулоплазмина связана также с участием этого белка в окислении аскорбиновой кислоты, адреналина, ДОФА и других веществ.

Уровни церулоплазмина в плазме (и соответственно уровни меди) обычно низки при болезни Коновалова-Вильсона. Это наследственное состояние, характеризующееся накоплением меди в печени (причина цирроза) и в базальных ганглиях мозга (причина хореоа-тетоза). Уровни церулоплазмина в плазме очень чувствительны к эффектам эстрогенов и часто повышаются при беременности или при пероральном введении эстрогенов. Увеличение содержания церулоплазмина специфично для меланомы и шизофрении.