Что такое маркеры воспаления

С-реактивный белок (СРБ) — плазменный белок острой фазы, который используется как маркер активации иммунной системы. Острофазные белки плазмы включают широкий спектр белков, концентрация которых быстро изменяется в ответ на множество стимулов, в первую очередь воспаление и повреждение тканей. Этот «ответ острой фазы» наблюдается при прогрессировании некоторых злокачественных опухолей и изменении активности различных заболеваний, таких как рассеянный склероз, диабет, сердечнососудистые осложнения, воспалительные заболевания кишечника, инфекции и некоторые аутоиммунные нарушения. Многие из белков острой фазы синтезирует печень. C- реактивный белок — «положительной» белок острой фазы, так как его содержание в плазме в ответ на воспаление повышается. Некоторые белки острой фазы называются «негативные», так как при активации процесса воспаления их синтез снижается. У здоровых людей содержание этого протеина в крови очень низкое и его трудно. У СРБ практически отсутствует суточный и сезонный ритм. Амплитуда колебания его содержания на протяжении суток и в сезонах не превышает 1% процента. Тем не менее, ежедневный пик протеина наблюдается в 15.00. Очень незначительно содержание этого белка острой фазы изменяется у женщин во время менструального цикла. При воспалении уровень СРБ стремительно повышается, как правило, пропорционально степени воспалительного процесса, при разрешении воспаления его содержание быстро падает. В совокупности эти свойства определяют СРБ как потенциально полезного маркера активности воспаления.

Синтез

СРБ синтезируется в печени, по структуре относится к пентраксинам (пять доскообразных колец); не связан с C пептидом или белком С (антикоагулянт). Гликозилирование белка (присоединение углеводов) осуществляется сиаловой кислотой и сахарами — глюкозой, галактозой и маннозой. При различных видах заболеваний в процесс гликозилирования могут включаться разные остатки сахаров, но при конкретном заболевании, как правило, оно подобно по природе, но варьирует между различными типами заболеваний.

Роль в иммунитете

Физиологическая функция СРБ в иммунной системе — неспецифический опсонин – соединение, которое прикрепляется к поверхности стенок бактериальных клеток или аутоантигенов и способствует фагоцитозу бактерий или нейтрализует аутоантигены. Прикрепившийся опсонин распознаётся соответствующим рецептором на поверхности макрофагов или связывает комплемент, к которому есть рецептор у фагоцитов. Маркер острой фазы первоначально описан в сыворотке больных с острым воспалением, как вещество, взаимодействующее с C-полисахаридом пневмококка.

Клетки воспаления (нейтрофилы и макрофаги) в ответ на патоген активируются и выделяют в кровь цитокины — интерлейкины IL-1, IL-6 и IL-8, TNF-а. Цитокины ИЛ-6, ИЛ-1 и ФНО-α мощные индукторы синтеза маркера острой фазы в гепатоцитах, и, следовательно, уровень этого протеина — маркер интенсивности воспаления и высвобождение цитокинов.

Регуляция уровня в плазме

СРБ называется маркером острой фазы, потому что повышение его уровня в крови выше нормы наблюдается уже через 6 часов после реакции иммунной системы на возбудитель или травму и достигает максимума через 48 часов. Период полураспада протеина около 19 часов. После выведения возбудителя и разрешения воспаления содержание СРБ в плазме резко снижается. СРБ отвечает всем требованиям маркера острой фазы для оценки активности заболевания и, в некоторой степени, тяжести. Хотя С-реактивный белок не является специфичным для одного заболевания, он может использоваться как инструмент для мониторинга иммунной активности у пациентов с конкретным заболеванием. Интерлейкин-6 (IL-6), который секретируют преимущественно макрофаги и адипоциты (клетки жировой ткани), вызывает быстрое высвобождение CРБ. При остром воспалении, таком как тяжелая острая инфекция или травмы, его концентрация повышается в 50 000 раз. Факторы, контролирующие синтез и регуляцию СРБ, по существу, те же, что контролируют воспаление или травму. Поэтому этот белок острой фазы относительно жестко регулируется в зависимости от наличия и степени воспаления, имеет типичные подъемы и снижения уровня в плазме, отражая характерный гомеостатический, колебательный цикл во время воспаления, что свидетельствует в пользу отличного маркера воспаления.

Определение содержания в плазме крови

Для определения СРБ как маркера воспаления, как правило, используют международные стандартные тесты для обеспечения более точного сравнения результатов между лабораториями. Доступны различные аналитические методы, такие как иммуноферментный анализ, иммунотурбидиметрия, быстрая иммунодиффузия и визуальная латекс агглютинация. Этот протеин можно определить с использованием стандартного метода или метода высокой чувствительности (HS). Метод HS позволяет определить более точно низкие уровни , те, которые часто называют низко-реактивный белок (L- СРБ). Концентрация L-CРБ ниже 1 мг / л, как правило, слишком мала, чтобы ее обнаружить у здоровых лиц.

Диагностическое значение

СРБ используют как маркер острого воспаления и для мониторинга наличия текущего воспаления или активности заболевания. Серийные измерения уровня маркера в плазме отражают либо прогрессирование заболевания или эффективность терапии. Вирусные инфекции, как правило, вызывают менее значительное повышения маркера, чем бактериальные. СРБ также повышается при сосудистой недостаточности, остром инфаркте миокарда, инсульте, воспалении периферических сосудов. Степень повышения маркера имеет прогностическое значение при острой коронарной недостаточности, риске диабета и гипертонии. СРБ используют для прогнозирования риска развития рака, обнаружения рецидива рака и прогноза.

Новые перспективы определения СРБ

В связи с современными представлениями о том, что в основе многих хронических и аутоиммунных заболеваний лежат клинически не проявляющиеся низкоуровневые воспаления (повышение маркеров в 3-4 раза), определение С-реактивного белка как маркера острой фазы воспаления рекомендуется во всех случаях подозрения на скрытые низкоуровневые воспалительные процессы в организме.

          Под воспалением некоторые иммунологи понимают реакции организма на внедрение инфекционного агента. Воспаление усиливает клеточную миграцию и вызывает приток различных молекул из плазмы крови. Лейкоциты мигрируют через эндотелий везикул, а молекулы плазмы крови попадают в воспалительный экссудат из капилляров , где кровяное давление выше.  Кровенаполнение капилляров увеличивается , также как и их проницаемость. Проницаемость капилляров повышается вследствие «втягивания» клеток эндотелия и усиления транспорта везикул сквозь эндотелий. В очаг воспаления поступают антитела, компоненты комплемента, ферментные системы плазым крови. Кромето того, развитие процессов воспаления происходит при участии хемокинов , продукции активации ферментных систем плазмы , вазоактивных медиаторов , выделяемых лейкоцитами и др. Достигая очага инфекции , лейкоциты ранней волны миграции выделяют медиаторы , обеспечивающие накопление  и активацию клеток, но главная роль регулятора воспалительных реакций принадлежит антигену. Очаг хронической инфекции или аутоиммунных реакций , в которых антиген не удается устранитьокончательно отличается по клеточному составу инфльтрата от очагов острого воспаления , быстро освобождаемых от антигена.

            Острофазные белки — белки коагуляции ( фибриноген, протромбин) , транспортные белки ( целуроплазмин , ферритин, трансферрин , гаптоглобин, С — реактивный белок и др.) способны выполнять функции медиаторов иммунной системы. Определение концентрации отдельных цитокинов не позволяет оценить состояние клеточного иммунитета, поскольку у них короткий период полужизни , они связываются со специфическими рецепторами , представленными на клетках — мишенях или циркулируют в растворимой форме. Биологический эффект одного цитокина реализуется при содействии другого.  Клеточное звено иммунитета можно оценить с помощью биологически интертного продукта — неоптерина. Последний является интегральным показателем совместного действия цитокинов на популяцию моноцитов / макрофагов , стимулированных гамма — интерфероном.

           Неоптерин — промежуточный продукт в синтезе биоптерина , учавствующего в активации лимфоцитов. Иммуная реакция сопровождается значительным увеличением концентрации неоптерина. Определение неоптерина используют для клинической оценки иммуномодуляторов ( интерферонов, интерлейкинов, фактора некроза опухоли). , диагностики вирусных инфекций , оценки эффективности иммуностимулирующей терапии.

           К биологическим маркерам воспаления также относятся: MRP8, MRP14 , белок амилоида А сывороточный ( SAA) , С — реактивный белок , циркулирующие иммунные комплексы пероксиды, хемокины, цитокины.

           MRP8 и MRP14  — белки , продуцируемые нейтрофилами в стадии покоя , а кератиноцитами , инфильтрированной тканью , макрофагами и эпителиальными клетками при активном воспалительном процессе. Фагоциты эскпрессируют как MRP8 так и MRP14. Два белка формируют Са2+ — зависимые гомо — или гетерокомплексы , разные по составу. Гетерокомплекс MRP8 / 14 называют кальпротектином ( родственный MIP  белок ) или L1 — протеином . Белок амилоида А сывороточный является маркером острой фазы воспаления, предшественником фибриллярного тканевого белка АА. Усиленный синтез SAA гепатоцитами при их воспалении стимулируетя макрофагальным медиатором — IL-1 , что приводит к резкому увеличению содержания SAA в крови. По завершению воспалительно процесса SAA разрушается макрофагами. В случае длительно существующего воспалительного процесса макрофаги не в состоянии осуществить полную деградацию SAA и из его фрагментов происходит синтез фибрилл амилоида , который представляет гликопротеид , а его основным компонентом являются фибриллярные белки. С — реактивный белок — показатель острой фазы течения воспалительных и некротических процессов. С — реактивный белок усиливает подвижность лейкоцитов., связываясь с Т — лимфоцитами он влияет на их функциональную активность , инициируя реакции преципитации , аггулютинации, фагоцитоза, связывания комплемента. С — реактивный белко синтезируется в печени и состоит из 5 кольцевых субъединиц. Повышение концентрации  С — реактивного белка характерно для ревматизма , острых бактериальных, грибковых , вирусных и паразитарных инфекций , ревматоидного артрита, ревмакардита. Циркулирующие иммунные комплексы состоят из антигена , антител и связанных с ними компонентнов комплемента С3, С4, C1q. При увеличении размеров комплексов , при избытке антигена и наличии в их структуре IgM , C1q — компонента комплемента , комплексы могут откладываться в периваскулярном пространстве и корковом слое почек , вызывая активацию комплемента и воспалительные процессы. Патологические реакции на иммунные комплексы обусловлены повышением скорости их образования над скоростью элиминации , дефицитом одного или нескольких компонентнов комплемента или функциональными дефектами фагоцитарной системы.  Определение циркулирующих иммунокомплексов позволяет оценить активность заболевания , особенно аутоиммунного. Пероксиды , представляяя собой свободные радикалы учавствуют в патогенезе многих заболеваний , от ревматоидного артирита до гепатита. Свободным радикалом считается молекула , содержащая один или более неспаренных электронов , напримре, супероксид — радикал , гидроксил — радикал. Свободные радикалы — активные молекулы способные вызывать гибель клеток. Для оценки состояния антиоксидантной активности определяют общую оксидантную активность , что позволяет в динамике  оценить эффективность антиоксидантной терапии. Хемокины — группа хемотаксических гепарин — связывающих молекул , в которую входят не менее 25 низкомолекулярных цитокинов , в частности, IL-8 , RANTES, MCP-I и др. Хемокины высвобождаются в очаге воспаления и связываются на поверхности эндотелия, взаимодействуя с сульфатными группами присутствующего на нем гепарина. Цитокины служат для межклеточной сигнализации при развитии воспалительного процесса. На начальной стадии воспаления местные тканевые клетки выделяют такие цитокины, как IL-1 , IL-6. При появлении в очаге воспаления лимфоцитов и мононуклеарных фагоцитов они активируясь под действием антигена , выделяют собственные цитокины ( IL-1, IL-4, TNF — альфа, INF- гамма)  , которые воздействуя на эндотелий местных сосудов усиливают клеточную миграцию. IL-8 способны оказывать хемотаксическое и активирующее действие на прибывающие клетки. Длительная циркуляция и гиперпродукция цитокинов — неблагоприятный прогностический признак. На пролиферацию эозинофилов влияют цитокины IL-3 и IL-5  , на пролиферацию Т — клеток — IL-2, на GM-CSF -IL-3.