Исследование белков острой фазы воспаления
Белки острой фазы воспаления — это неоднородная группа белковых субстанций, которые интенсивно синтезируются при развитии острой фазы воспаления по принципу индуцибельной системы генной регуляции и являются важными компонентами врожденных механизмов резистентности.
Почти все острофазовые белки вырабатываются гепатоцитами под влиянием доиммуных цитокинов макрофагов (в первую очередь интерлейкин-6 [ИЛ-6], а также интерлейкин-1β [ИЛ-1β] и фактор некроза опухоли α [ФНО- α]).
Все острофазовые белки условно разделены на три группы (А, Б и В) и отличаются друг от друга по механизму действия. В группу А включены церулоплазмин и С3-компонент комплемента. При развитии воспаления их содержание в плазме крови возрастает на 25-50% от исходного. Группу Б составляют α1-антитрипсин, α1-антихимотрипсин, β2-макроглобулин, гаптоглобин и фибриноген. В острой фазе воспаления их уровень повышается в 2-3 раза. Перечисленные острофазовые белки играют протективную роль, максимально ограничивая самоповреждение при воспалении, обуславливая наиболее придельное, а значит, и экономное использование других факторов врожденной резистентности.
И наконец, в третью группу включены С-реактивный белок, маннозосвязывающий протеин, сывороточный белок амилоида А и интерлейкин-1β. Их уровень при воспалении увеличивается почти в 1000 раз. Такие разнородные белки объединены в единую группу, исходя из практических соображений, поскольку их содержание при воспалении резко возрастает, они используются на практике как лабораторные маркеры воспалительного процесса. Данные белки острой фазы задействованы в эффекторных механизмах. Из таких белков наиболее изученными являются С-реактивный белок и маннозосвязывающий белок. Оба фактора синтезируются гепатоцитами и обладают по крайней мере двумя свойствами, которые определяют их противомикробную активность, — способностью к опсонизации и обеспечению активации комплемента.
Церулоплазмин относится к так называемым антинутриентам — эффективно связывает медь, предотвращая поступление этого микроэлемента в микроорганизм.
Сывороточный белок амилоида А
Сывороточный белок амилоида А используется для быстрого механического заполнения дефектов, образованных вследствие некротических процессов при воспалении.
Многие острофазовые белки являются ингибиторами протеаз (например, α1-антитрипсин, α1-антихимотрипсин и β2-макроглобулин). Именно они инактивируют лизосомальные ферменты, высвобожденные из разрушенных клеток, нейтрализуют протеолитические энзимы, секретированные фагоцитами, а также обеспечивают корректную степень активации калликреин-кининовой системы и системы свертывания крови.
Гаптоглобин обеспечивает эвакуацию уцелевшего гемоглобина из очага воспаления.
Фибриноген при экссудации в периваскулярное пространство образует фибриновые сгустки, составляющие преграду для быстрого распространения воспалительного процесса, а также выполняет функцию опсонина.
С-реактивный белок (рис. 3) является своеобразным прототипом антитела и имеет высокую тропность к фосфорилхолину, лецитину и подобным им молекулам, которые широко представлены среди поверхностных структур микроорганизмов. Такие же молекулы находятся и на собственных клетках, однако они надежно экранированы от распознавания. Связавшись с указанной молекулой, С-реактивный белок может выступать в роли опсонина, облегчая распознавание инфекционного агента фагоцитами, или активировать систему комплемента по классическому пути. Дело в том, что данный фактор способен связывать Clq-компонент комплемента с последующим вовлечением всего каскада и формированием мембранатакующих комплексов.
Известно, что содержание СРБ резко возрастает при аутоиммунной патологии (в частности, при системных заболеваниях соединительной ткани). Бытует ошибочное мнение, что СРБ способствует аутоагрессии, хотя в действительности он призван ограничивать ее. Установлено, что С-реактивный протеин совершает опсонизацию и обуславливает дальнейшее разрушение экстраклеточной ДНК и клеточного детрита, которые могут стать причиной аутоиммунной атаки (scavengerfunction). Кроме этого, СРБ осуществляет экранирование наиболее распространенных аутоантигенных детерминант соединительной ткани (фибронектин, ламинин, поликатионные поверхности коллагена, липопротеины низкой и очень низкой плотности). Связываясь с этими лигандами, СРБ выполняет роль своеобразного пластыря, прикрывающего аутоантигены от распознавания и презентации, или же обеспечивает их дальнейшее разрушение, что приводит к утрате антигенных свойств. Материал с сайта https://wiki-med.com
Маннозосвязывающий лектин
Маннозосвязывающий протеин (МСП) является лектином и взаимодействует с остатками маннозы на поверхности клеточных стенок бактерий, опсонизируя их для фагоцитоза моноцитами (макрофаги как более зрелые клетки имеют мембранные маннозосвязывающие рецепторы). Данный протеин работает вместе с так называемыми лектин-ассоциированными протеазами 1 и 2. Присоединение этого фактора к микробным лигандам активирует протеазы, которые расщепляют С2- и С4-компоненты комплемента. Продукты расщепления — фрагменты С2а и С4Ь — формируют СЗ-конвертазу, которая инициирует дальнейший молекулярный каскад комплемента. Таким образом, комплекс маннозосвязывающего протеина и его лектин-ассоциированных протеаз является аналогом Cl-компонента комплемента. Но при этом активация комплемента происходит без участия иммунных комплексов, а значит, начинается сразу же после поступления инфекционного агента в организм.
В последнее время установлена важная роль МСП в аутоиммунных реакциях. Низкая экспрессия этого белка может рассматриваться как фактор риска СКВ, что связано с нарушением клиренса иммунных комплексов, которые образуются при любой инфекции. С другой стороны, МСП играет ведущую роль в аутоагрессии при ревматоидном артрите (РА). Известно, что одной из причин иммунных расстройств при РА является синтез дефектного IgG, который не содержит остатка галактозы. Это приводит к оголению N-ацетил глюкозаминовых групп, которые распознаются МСП как чужеродные, что вызывает активацию комплемента и аутоповреждение.
На этой странице материал по темам:
определение белков острой фазы воспаления рф
белок острой фазы воспаления принимающий участие в обмене железа
острофазовый ответ — это
белки острой фазы иммунология презентация
краткая характеристика острофазовых белков
Источник
Определение
Увеличение концентрации сывороточных белков, называемых реактанты острой фазы, сопровождает воспаление и повреждение тканей. Во время реакции острой фазы обычные уровни различных белков. Считается, что эти изменения способствуют защите человека и другим адаптивным возможностям. Несмотря на свое название, реакция острой фазы сопровождает как острые, так и хронические воспалительные состояния и связана с широким спектром нарушений, включая инфекцию, травму, инфаркт, воспалительные артриты и другие системные аутоиммунные и воспалительные заболевания и различные новообразования. Белки острой фазы определяются как те белки, концентрации сыворотки которых увеличиваются или уменьшаются, по меньшей мере, на 25% во время воспалительных состояний. Такие белки соответственно называют либо положительными, либо отрицательными остро фазовыми реагентами. . Скорость оседания эритроцитов (СОЭ), косвенно отражает вязкость плазмы и наличие белков острой фазы, особенно фибриногена, а также других влияний, некоторые из которых пока еще не идентифицирован
Ответ острой фазы имеет решающее значение для способности организма успешно реагировать на травму и инфекцию. Ответ острой фазы обычно длится всего несколько дней, однако, если его не остановить, он может внести вклад в развитие хронических воспалительных состояний, повреждение тканей и развитие заболеваний. Ответ острой фазы, как правило, характеризуется лихорадкой и изменениями сосудистой проницаемости, а также глубокими изменениями в биосинтетическом профиле различных белков острой фазы.
Белки острой фазы — это эволюционно консервативное семейство белков, продуцируемых в основном в печени в ответ на травму и инфекции.
У всех млекопитающих синтез белков острой фазы регулируется воспалительными цитокинами, такими как интерлейкин-6 (IL-6), интерлейкин-1 (IL-1) и фактор некроза опухоли (TNF). Например, гаптоглобин (Hp), С-реактивный белок (СРБ), сывороточный амилоид А (SAA), альфа-1 кислый гликопротеин (AGP) и гемопексин регулируются в основном IL-1 или комбинацией IL-1 и IL-6, тогда как фибриноген, альфа-1- антихимотрипсин и альфа-1-антитрипсина регулируются IL-6 .
Концентрация конкретных белков острой фазы в крови изменяется в течение воспалительного процесса, увеличиваясь или уменьшаясь как минимум на 25 процентов. Так, концентрация церулоплазмина может увеличиться на 50 процентов, а СРБ и сывороточного амилоида в 1000 раз.
Изменение с временем концентрации БОФ в плазме крови после повреждения (травмы, ожога, хирургического вмешательства) в процентах от исходного уровня):
1 — С-реактивный белок, амилоидный А-белок сыворотки;
2 — а1-антитрипсин, а1-кислый гликопротеин, гаптоглобин, фибриноген;
3 — С3- и С4-компоненты комплемента, С1-ингибитор, церулоплазмин;
4 — альбумин, преальбумин, трансферрин, фибронектин, апоА-липопротеин
Роль и функции белков острой фазы
Рост концентрации в плазме белков острой фазы имеет целью помочь иммунной защите, способствуя распознаванию вторгшихся микробов, мобилизации лейкоцитов из циркуляции и повышению скорости артериального кровотока в месте поражения ткани или инфицирования ее. Эти действия способствуют локальному накоплению эффекторных молекул и лейкоцитов в участке воспаления. В сущности, белки острой фазы усиливают местное воспаление и антимикробную защиту. Одновременно, белки острой фазы также предотвращают воспаление в окружающих тканях путем нейтрализации молекул воспаления, индуцировавших воспаление (такие как цитокины, протеазы и оксиданты) и поступающих в кровоток, белки острой фазы предотвращают активацию клеток эндотелия и лейкоцитов в циркуляции.
Особенно важную роль белки острой фазы играют в создании иммунной защиты. О важной роли белков острой фазы свидетельствует их короткий период полужизни, широкие функциональные возможности в воспалении, заживлении, адаптации к болевым раздражителям.
Комплекс функциональных особенностей белков острой фазы позволяют относить их к медиаторам и ингибиторам воспаления.
Так, кпассические компоненты комплемента, многие из которых являются белками острой фазы, играют центральную провоспалительную роль в иммунитете. Активация комплемента приводит к хемотаксису клеток воспаления в очаг локализации инфекции, опсонизации инфекционных агентов, изменению проницаемости сосудов и экссудации белков в место воспаления. Другие белки острой фазы, такие как фибриноген, плазминоген, тканевый активатор плазминогена (ТАП), урокиназы и ингибитора активатора плазминогена-I (PAI-1) играют активную роль в восстановлении и ремоделирования ткани, а также проявляют противовоспалительное действие. Так, например, антиоксиданты, гаптоглобин и гемопексин обеспечивают защиту от реактивного кислорода, а спектр ингибиторов протеиназ осуществляют контроль активности протеолитических ферментов. Белки острой фазы принимают непосредственное участие во врожденном иммунитете против патогенов. Хорошо известно LPS-связывающая активность фибрина в тромбах. Повышение уровня СРБ прогностически неблагоприятный тест при ишемии / реперфузии, поскольку СРБ активирует систему комплемента. Повышенный уровень сывороточного СРБ, как известно, связан с увеличением риска атеросклероза у человека.
Ферритин, еще один белок острой фазы, является одним из основных факторов сохранения железа и часто в лабораторной практике измеряется для оценки статуса железа пациента. Прокальцитонин (РСТ), как недавно обнаружено – маркер бактериальной инфекции.
С другой стороны, белки острой фазы могут рассматриваться в качестве предполагаемых лекарственных средств для лечения различных воспалительных заболеваний. Различные экспериментальные исследования показали, как введение конкретных белков острой фазы до или после инициирования ответа острой фазы может переключать провоспалительные пути к противовоспалительным, необходимым для завешения воспаления.
В связи с этим очищенные белки острой фазы используется для лечения эмфиземы легких и других заболеваний у пациентов с наследственным дефицитом альфа1-антитрипсина и показывает анти-воспалительные и иммунномодулирующие эффекты.
Многие белки острой фазы имеют двойственную функцию
Многофункциональна активность отдельных белков острой фазы. Несмотря на разнообразные про- и противовоспалительные свойства, приписываемые отдельным белкам острой фазы, их роль при инфекциях остается полностью неопределенной в отношении функциональных преимуществ при изменении концентрации в плазме. До сих пор существующие данные свидетельствуют, что белки острой фазы действуют на различные клетки, участвующие в ранних и поздних стадиях воспаления и что их эффекты определяются временем, концентрацией и зависят от конформации.
Многие белки острой фазы имеют двойственную функцию: усиливают воспалительную реакцию в присутствии патогенна, и оказывают понижающий действие на реакции после выведения возбудителя.
Источник
Белки острой фазы — широкий спектр белков плазмы крови, обладающих различной функциональной активностью и играющих важную роль в защитных реакциях организма при воспалении. Степень и скорость изменения концентрации различных белков острой фазы существенно различаются. Правильный выбор и адекватная интерпретация результатов тестов на белки необходимы для их успешного применения в клинической практике.
Рекомендуемые тесты на белки острой фазы
Процесс, состояние, патология | Рекомендуемые острофазные белки |
Мониторинг терапии при антибактериальной инфекции Оценка эффективности антибактериальной терапии 1. Сепсис новорожденных 2. Менингит 3. Туберкулез 4. Послеоперационные осложнения 5. Нейтропения и др. | |
Присоединение бактериальной инфекции | |
Некроз тканей Инфаркт миокарды Опухоли | СРБ |
Контроль эффективности лечения хронических заболеваний:
|
Комментарии
При острых воспалительных заболеваниях, сепсисе самым чувствительным и самым быстрым индикатором повреждения является С-реактивный белок. Для определения характера и наблюдения за течением хронических процессов, желательно следить за изменением концентрации сразу нескольких более медленно реагирующих маркеров острой фазы — кислого гликопротеида (орозомукоида), ингибитора протеиназ. Использование только одного из маркеров воспаления рискованно, так как у разных больных возможен дисгармоничный острофазный ответ. Повышенное потребление гаптоглобина, СЗ-компонента комплемента, фибриногена может указывать на наличие другого патологического процесса, сопровождающего воспаление. Включение в исследование негативных белков острой фазы, таких как альбумин, трансферрин, позволяет получить дополнительные данные о хроническом процессе, общем катаболизме белков, вовлеченности сосудов.
Во всех случаях следует определять С-реактивный белок, концентрация которого повышается уже спустя 6-8 часов после его начала, при отсутствии лечения достигая максимума на 2-3 сутки. Наиболее высокие уровни СРБ наблюдаются при бактериальной инфекции (100 мг/л и выше).
При эффективной терапии концентрация СРБ снижается уже на следующий день, если же этого не происходит, с учетом изменений уровней СРБ решается вопрос о выборе необходимого антибактериального лечения. При подозрении на сепсис у новорожденных концентрация СРБ более 12 мг/л является указанием на немедленное начало противомикробной терапии, но следует помнить, что у части новорожденных бактериальная инфекция может и не сопровождаться резким повышением концентрации СРБ.
При вирусной инфекции концентрация СРБ может повышаться лишь незначительно (меньше 20 мг/л), что используется для дифференцирования вирусной инфекции от бактериальной. Это имеет решающее значение у детей с менингитом: обнаружение СРБ в концентрации выше 20 мг/л является безусловным основанием для начала антибиотикотерапии.
При нейтропении у взрослого пациента обнаружение СРБ более 10 мг/л может оказаться единственным объективным указанием на наличие бактериальной инфекции и необходимость применения антибиотиков.Если в последующие 4-5 дней после хирургической операции концентрация СРБ продолжает оставаться высокой (или увеличивается), это указывает на развитие осложнений (пневмонии, тромбофлебита, раневого абсцесса).
При любых заболеваниях, либо после операции присоединение бактериальной инфекции, будь то местный процесс или сепсис, сопровождается повышением уровней белков острой фазы.
Некроз тканей вызывает острофазный ответ, аналогичный таковому при бактериальной инфекции. Это возможно при инфаркте миокарда, опухолевом некрозе тканей почки, легкого, толстого кишечника. Если обнаруживается повышение концентрации белков острой фазы, но не удается выявить явных признаков воспаления, следует обследовать больного на наличие злокачественного заболевания. Существует корреляция между активностью воспаления, массивностью повреждения тканей и концентрацией белков острой фазы. При этом следует измерять в динамике концентрацию нескольких белков острой фазы, что позволит быстро улавливать ответ на лечение.
Системные ревматические заболевания
Резко увеличиваются концентрации целого спектра белков острой фазы при ревматоидном артрите, очень чувствительны эти тесты при уменьшении активности и эффективном лечении. При системном васкулите контроль уровня СРБ используется как объективный тест, позволяющий минимизировать дозы стероидов.
Воспалительные заболевания желудочно-кишечного тракта
Болезнь Крона сопровождается сильным острофазным ответом, при неспецифическом язвенном колите он незначителен. При функциональных расстройствах обычно концентрация белков острой фазы не увеличена.
При злокачественных опухолях возможны различные изменения концентраций белков острой фазы, так как это зависит от присоединения инфекции, некроза тканей, нарушения функций органов вследствие возникновения непроходимости респираторных путей или желудочно-кишечного тракта, влияния иммуносупрессии и химиотерапии.
Массивный острофазный ответ наблюдается при некрозе солидных опухолей. Лимфомы, напротив, редко сопровождаются тканевым некрозом и изменением спектра белков плазмы.
При миеломе возможен очень сильный острофазный ответ, индуцированный повышенным синтезом ИЛ-6 опухолевыми клетками, что является плохим прогностическим признаком.
Вторичный амилоидоз.
Повышение концентрации СРБ коррелирует с развитием почечных осложнений.
Отторжение трансплантата.
При отторжении сердечного аллотрансплантанта концентрация СРБ не является хорошим тестом, но коррелирует с развитием инфекционных осложнений. А вот при отторжении почечного трансплантата острофазный ответ является одним из ранних индикаторов отторжения.
Литература
Metabolic studies of acute-phase proteins.Pathphysiology of plasma protein metabolism, S221-248,1984
Тhe acute phase response.Immunology Today, S74-80, No2, 1994
Источник