Artykuły w Czytelni Medycznej o SARS-CoV-2/Covid-19

Poniżej zamieściliśmy fragment artykułu. Informacja nt. dostępu do pełnej treści artykułu tutaj
© Borgis - Postępy Nauk Medycznych s2/2011, s. 3-10
*Izabela Korczowska1, Paweł Hrycaj1, Jan K. Łącki2
Białka ostrej fazy we współczesnej diagnostyce medycznej**
Application of acute phase proteins in modern medical diagnostics
1Zakład Reumatologii i Immunologii Klinicznej Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu
Kierownik Zakładu: dr hab. med. Paweł Hrycaj, prof. UM
2Katedra Zdrowia Publicznego Uniwersytetu Zielonogórskiego
Kierownik Katedry: prof. dr hab. Jan. K. Łącki
Streszczenie
Białka ostrej fazy stanowią bardzo ważne wskaźniki diagnostyczne oraz rokownicze zarówno w przebiegu zakażeń, zapalenia, chorób nowotworowych, po przeszczepach, jak i w innych stanach zaburzenia homeostazy ustroju. Priorytetowym działaniem białek ostrej fazy jest przywracanie homeostazy organizmu poprzez aktywację układu dopełniacza, reakcję nieswoistą związaną z opsonizacją i aglutynacją, ograniczaniem uszkodzeń tkanek powodowanych przez bakterie oraz enzymy lizosomalne z komórek fagocytujących oraz wzmożoną aktywność chemotaktyczną. Szczególne znaczenie wśród białek ostrej fazy zajmuje białko C-reaktywne będące najczęściej oznaczanym wskaźnikiem stanu zapalnego. Jego oznaczanie pozwala nie tylko na potwierdzenie toczącej się infekcji, ale jest również wskaźnikiem zapalenia wątroby, trzustki, chorób naczyniowych, miażdżycy i wielu innych. Oznaczanie białek fazy ostrej dzięki dużej szybkości i względnie małej cenie umożliwia szybką diagnostykę oraz ocenę stopnia zaawansowania choroby, jej rozległości i dynamiki zmian, służy również do potwierdzenia chorób o podłożu genetycznym.
Summary
Acute phase proteins are very important diagnostic and prognostic factors in infections, neoplastic diseases, after transplantation and other homeostasis disturbances. The main function of acute phase proteins is homeostatic recovery by complement activation, non-specific activation of opsonisation and agglutination, diminution of tissue damage induced by bacteria and lysosomal enzymes released from phagocytes as well as enhanced chemotaxis. A special position in acute phase proteins plays C-reactive protein, the most commonly determined inflammatory index. Determination of C-reactive protein is an index of infection, hepatitis, pancreatitis, vascular disorders, atherosclerosis and other conditions. C-reactive protein assay is a rapid and relatively non-expensive test facilitating rapid diagnosis, estimation of progress of the disease, its dynamics and involved organs as well as is applied in diagnostics of heteritary disorders.
Reakcja organizmu na pojawiający się czynnik uszkadzający struktury tkankowe lub narządowe przejawia się jako odczyn zapalny. Jest on wyrazem swoistej ukierunkowanej oraz wzmożonej odpowiedzi biochemicznej, hematologicznej i immunologicznej na poziomie lokalnym lub ogólnoustrojowym. Umiarkowany odczyn zapalny jest niezwykle korzystny dla ustroju, prowadzi bowiem do usuwania produktów martwiczych, do hamowania krwawienia powstałego podczas urazu czy też wydalania wraz z wysiękiem endo- i egzotoksyn. Pojęcie ostrej fazy wprowadzili Abernethy i Avery w 1941 r. (1) opisując właściwości osocza gorączkującego chorego, w którym stwierdzono występowanie białka C-reaktywnego. Miller i wsp. (2) w 1951 r. wykazali, że głównym miejscem syntezy białek ostrej fazy (BOF) jest wątroba. Ich synteza zachodzi jako odpowiedź na zaburzenia homeostazy wywołanej przez ostre stany zapalne, zakażenia bakteryjne, nowotwory czy też choroby autoimmunizacyjne. BOF ograniczają rozprzestrzenianie się procesu zapalnego i usuwają jego skutki. Ich priorytetowym działaniem jest przywracanie homeostazy organizmu poprzez aktywację układu dopełniacza, reakcję nieswoistą związaną z opsonizacją i aglutynacją, ograniczaniem uszkodzeń tkanek powodowanych przez bakterie oraz enzymy lizosomalne z komórek fagocytujących oraz wzmożoną aktywność chemotaktyczną (ryc. 1). Wpływają one nie tylko na działanie układu immunologicznego, ale także na wydzielanie niektórych hormonów np. glikosterydy, ACTH (3).
Ryc. 1. Regulacja odpowiedzi zapalnej w ustroju.
Skróty: BOF = białka ostrej fazy; IL-1 = interleukina-1; IL-6 = interleukina-6; TNF = tumor necrosis factor
Główne cytokiny odpowiedzialne za indukcję syntezy BOF to interleukina-6 (IL-6), interleukina-1 (IL-1) TNF-α i TNF-β. IL6 wpływa na fosforylację czynnika transkrypcyjnego NF-IL6, który w wyniku modyfikacji transportowany jest do jądra komórkowego, gdzie następnie aktywuje transkrypcję genów dla BOF. IL-1 oraz TNF fosforylują inhibitor czynnika transkrypcyjnego NFkB, powodując uwalnianie NFκB i aktywację genów w jądrze komorowym. Leukocyty, monocyty i makrofagi wytwarzają mediatory ostrej fazy, które stymulują hepatocyty do syntezy BOF (4). Najsilniejszym aktywatorem BOF jest IL-6, natomiast IL-1 i TNF stymulują fibroblasty, komórki endotelium, keratynocyty do syntezy IL-6 i dodatkowo wzmacniają jej biologiczną aktywność.
Podział białek ostrej fazy
Białka ostrej fazy to heterogenna grupa białek, różniąca się właściwościami fizykochemicznymi, stężeniem w osoczu, funkcjami biologicznymi i dynamiką zmiany stężeń w przebiegu zapalenia. Dlatego też spotykamy różne podziały BOF (5-8).
Jedna z klasyfikacji BOF wyróżnia:
– białka pozytywne, których stężenie wzrasta co najmniej o 25%. Do tej grupy należy większość BOF;
– białka negatywne, których stężenie maleje o około 30%. Są to m.in. transferyna, prealbumina, albumina i inter-α-antytrypsyna, α1-lipoproteina;
– białka ostrej fazy obojętne, do których zaliczana jest α2-makroglobulina, protrombina, surowiczy amyloid P. Ich stężenie zmienia się jedynie nieznacznie.
W innej klasyfikacji pod uwagę bierze się stopień wzrostu stężenia:
– grupa białek, których stężenie mo-że wzrosnąć 100-1000-krotnie to białko C-reaktywne, surowiczy składnik amyloidu A;
– białka, których stężenie wzrasta o około 50%: ceruloplazmina, składowe dopełniacza C3 i C4, α1-inhibitor proteinaz, α2-antyplazmina, C1-inaktywator;
– białka, których stężenie wzrasta 2-3 krotnie: α1-antychymotrypsyna, α1-kwaśna glikoproteina, haptoglobina, α1-antytrypsyna, ferrytyna, fibrynogen.
Ze względu na kinetykę zmian wyróżnić możemy 2 grupy:
– białka I rzutu, których stężenie wzrasta najwcześniej, po 6-8 h od momentu zadziałania bodźca inicjującego reakcję ostrej fazy. Najwyższe wartości osiąga po 24-48 h i w ciągu kilkunastu godzin ulega normalizacji. Są to białko CRP, α1-antychymotrypsyna oraz surowiczy składnik amyloidu A;
– białka II rzutu, wzrost ich stężenia następuje po 24-48 h, szczyt przypada na 72 h, eliminowane są po kilku lub kilkunastu dniach i dopiero po tym czasie ich stężenia normalizują się. Do tej grupy zalicza się pozostałe białka (nie wymienione w grupie I).
Stężenie białek ujemnych obniża się w reakcji zapalnej z powodu zwiększonego katabolizmu i mniejszej syntezy w wątrobie. W bardzo wczesnym stadium reakcji zapalnej na skutek zwiększonej przepuszczalności naczyń oraz zwiększonego katabolizmu, przejściowo dochodzi do obniżenia niektórych dodatnich BOF np. składowych dotleniacza, inhibitorów proteaz czy haptoglobiny (7, 9, 10).
Glikozylacja białek ostrej fazy
W warunkach in vivo aktywacja BOF uwarunkowana jest wzajemnymi oddziaływaniami sieci cytokin. Złożoność tej odpowiedzi warunkuje odmienne wzorce w indukcji ostrej fazy. Osobnym zagadnieniem jest glikozylacja BOF oraz zmiany jej profilu. Wiadomo, że nawet niewielka modyfikacja białka, jakim jest dołączenie łańcucha cukrowego zmienia w istotny sposób jego punkt elektryczny, rozpuszczalność, aktywność biologiczną czy też antygenowość. Większość białek ostrej fazy z wyjątkiem CRP, albuminy i surowiczego składnika amyloidu A to glikoproteiny syntetyzowane przez wątrobę. Glikozylacja BOF zachodzi w siateczce endoplazmatycznej hepatocytów. Powstają one na skutek kowalencyjnego połączenia jednej lub kilku reszt węglowodanowych, tworzących rozgałęzione łańcuchy do grupy amidowej asparaginy. Boczne łańcuchy węglowodanowe glikoprotein połączone są wiązaniem N-glikozydowym (N-acetyloglukozaminy) z asparaginą łańcucha polipeptydowego. Inne możliwości to O-glikozydowe wiązanie galaktozy z 5-hydroksylizyną lub wiązanie O-glikozydowym GlcNAc z seryną lub treoniną (11). Wszystkie złożone oligosacharydy zawierają identyczny rdzeń utworzony z dwóch reszt N-acetyloglukozoaminy i z trzech reszt mannozy oraz dwa, trzy lub cztery łańcuchy boczne, nazwane „antenami”. Anteny te zbudowane są głównie z N-acetyloglukozoaminy, galaktozy i galaktozoaminy. Różnica w strukturze łańcuchów cukrowych określana jest pojęciem mikroheterogenności, która obejmuje formę główną i formę poboczną. Mikroheterogenność główna dotyczy różnorodności struktur antenarnych, poboczna natomiast różnic ilościowych kwasu sjalowego i fukozy. W przebiegu stanów zapalnych obserwuje się zaburzenie proporcji występujących fizjologicznie wariantów, często pojawiają się inne o zupełnie zmienionej reakcji z daną lektyną.
α1-kwaśna glikoproteina (AGP) jest najbardziej znanym przedstawicielem tej grupy. Badania Bierhuizena i wsp. (12) przeprowadzone z zastosowaniem chromatografii powinowactwa z lektyną – konkanawaliną A (ConA) wykazały obecność trzech frakcji AGP w surowicy. Glikoproteiny AGP-A nie wiązały się do ConA i zawierały mniej więcej równe ilości troj- i czteroantenarnych łańcuchów węglowodanowych. Natomiast frakcje AGP-B i AGP-C zawierały odpowiednio jeden lub dwa łańcuchy dwuantenarne i zbliżone ilości łańcuchów trój- i czteroantenarnych, dołączonych do pozostałych cząsteczek asparaginy łańcucha polipeptydowego. Całkowita masa cząsteczkowa AGP wynosi około 41 000, w tym 45% stanowią węglowodanowe łańcuchy boczne. Przy zastosowaniu immunoelekroforezy powinowactwa z ConA wykrywa się cztery warianty glikozylacji AGP:
1. Wariant 0 – glikoproteiny nie reagujące z ConA, posiadające wyłącznie trój- lub czteroantenarne łańcuchy węglowodanowe, dołączone do łańcucha polipeptydowego.
2. Wariant 1 – to glikoproteiny słabo reagujące z ConA, posiadające 1 łańcuch dwuantenarny.
3. Wariant 2, glikoproteiny reagujące z ConA, posiadające 2 dwuantenarne łańcuchy.
4. Dodatkowo wariant 3 – AGP, który silnie reaguje z ConA, pojawiający się w przebiegu zapaleń ostrych (wykrywany tylko przy zastosowaniu immunoelekroforezy powinowactwa z ConA).
Proporcje składowych mające różne struktury antenowe w stanach patologicznych ulegają charakterystycznym zmianom (13). Przewlekłe stany zapalne (zakażenia bakteryjne, zapalenie wątroby, reumatoidalne zapalenie stawów, zesztywniające zapalenie stawów i inne) prowadzą do zwiększonej syntezy wariantu 1. Ostre zapalenia np. zapalenie trzustki, ostre infekcje bakteryjne, zawał serca czy też uraz prowadzą do zwiększonej syntezy ConA reaktywnych form AGP. W przebiegu tocznia rumieniowatego układowego oznaczanie profilu glikozylacji BOF pomaga różnicować zaostrzenie choroby (wskaźnik AGP-RC jest prawidłowy i wynosi 1,28 ± 0,25) od wystąpienia wtórnych zakażeń bakteryjnych (wskaźnik jest znacznie podwyższony RC < 1,53) (ryc. 2). Profil glikozylacji BOF może być również wykorzystywany do diagnostyki różnicowej chorób reumatycznych; zapalenie wielomięśniowe a polimialgia reumatyczna (PM): obniżone wartości AGP-RC i ACT-RC w PM oraz podwyższone AGP-RC i ACT-RC w przebiegu zapalenia wielomięśniowego oraz do oceny aktywności choroby w sarkoidozie, w aktywnym zapaleniu zauważono wyraźne obniżenie współczynników AGP-RC i ACT-RC przy prawidłowym CRP (14, 15).
Ryc. 2. Zmiany glikozylacji AGP. Wariant 0: nie reagujące z konkanawaliną A, wariant 1: słabo reagujący z konkanawaliną A, wariant 2: silnie reagujący z konkanawaliną A, wariant 3: bardzo silnie reagujący z konkanawaliną A
Natomiast zmiany glikozylacji łańcuchów bocznych α1-antytrypsyny (AT) (posiada ona trzy boczne łańcuchy węglowodanowe dołączone do cząsteczek asparaginy Asn43, Asn86 i Asn 247 łańcucha polipeptydowego) mogą odgrywać ważną rolę w powstawaniu kompleksów białka z IgA. Kompleksy Iga-AT powstają na skutek kowalencyjnego łączenia jednej cząsteczki immunoglobuliny A z jedną cząsteczką AT. W wyniku powstawania kompleksów IgA-AT zmniejsza się stężenie wolnej AT, pełniącej rolę inhibitora proteaz. Stwierdzono, że mikroheterogenność AT może odgrywać ważną rolę w tworzeniu kompleksów u chorych na reumatoidalne zapalenie stawów w sposób zależny od aktywności choroby (16).
Białko C-reaktywne – budowa i znaczenie

Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.

Płatny dostęp tylko do jednego, POWYŻSZEGO artykułu w Czytelni Medycznej
(uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony)

Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu wraz z piśmiennictwem , należy wprowadzić kod:

Kod (cena 19 zł za 7 dni dostępu) mogą Państwo uzyskać, przechodząc na tę stronę.
Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.

 

 

Płatny dostęp do wszystkich zasobów Czytelni Medycznej

Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu wraz z piśmiennictwem oraz WSZYSTKICH około 7000 artykułów Czytelni, należy wprowadzić kod:

Kod (cena 49 zł za 30 dni dostępu) mogą Państwo uzyskać, przechodząc na tę stronę.
Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.

otrzymano: 2011-05-11
zaakceptowano do druku: 2011-06-02

Adres do korespondencji:
*Izabela Korczowska
Zakład Reumatologii i Immunologii Klinicznej Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu
ul. Przybyszewskiego 39, 60-356 Poznań
tel: (61) 854-72-10, fax: (61) 854-72-12
e-mail: ikorcz@post.pl

Postępy Nauk Medycznych s2/2011
Strona internetowa czasopisma Postępy Nauk Medycznych