Белки острой фазы воспаления диагностическое значение

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 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 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.

История белков острой фазы (БОФ) начинается с открытия W.S.Tillet и T.J.Francis СРБ в сыворотке крови больных пневмонией, который преципити-ровал С-полисахарид пневмококка. В дальнейшем T.J.Abemethy и O.T.Avery был введен термин «острофазная сыворотка», под которой понимали сыворот­ку крови больных в острой стадии инфекционного заболевания, характеризую­щейся повышенной концентрацией СРБ. Однако, как показали дальнейшие исследования, в «острофазной сыворотке» наряду с повышением уровня СРБ значительно возрастало содержание некоторых белков а-глобулиновой зоны,

58 Глава I

Таблица 1.11 Классификация БОФ на основании степени изменения их концентрации и времени их реагирования при ОФО

что послужило основанием для объединения их в группу БОФ. Другое их наз­вание — «БОФ-маркерные белки воспаления» (Putman F.W., 1982). Исследова­ния последнего времени позволили расширить представления о данной группе белков, относящихся к различным функциональным системам организма: эта ингибиторы протеаз — ИП (а1-антитрипсин, а1-антихимотрипсин — АХТ и т.д.), белки свертывания крови (фибриноген, фактор VIII), белки системы компле­мента (СЗ, С4), транспортные белки (гаптоглобин, ферритин, церулоплазмин), белки с иммуномодулирующими свойствами (СРБ, орозомукоид и т.д.). Основным же признаком, объединяющим такую функционально разнородную группу белков, является быстрое и значительное изменение концентрации в результате нарушения гомеостаза, независимо от природы и места приложения вызвавшего его стимула: бактериальная, вирусная или паразитарная инфек­ции, физическая или химическая травма, токсическая или аллергическая реак­ция, ишемический некроз, злокачественные новообразования. Все белки уча­ствуют в так называемом острофазном ответе (ОФО) — совокупности систем­ных и местных реакций организма на тканевое повреждение, вызванное раз­личными причинами: травмой, инфекцией, воспалением, злокачественным новообразованием и др. (Pepys M.B., Baltz M.L., 1984; Koj A., Gordon A.H., 1985; Wicher J.T., Dieppe P.A., 1985). ОФО включает в себя как местные (расши­рение сосудов, агрегация тромбоцитов, образование кровяного сгустка, нако­пление нейтрофилов и макрофагов в месте повреждения и т.д.), так и систем­ные (лихорадка, лейкоцитоз, повышенная секреция гормонов, перенос амино­кислот из мышц в печень, усиленный синтез БОФ печенью и т.д.) реакции.

По скорости нарастания концентрации при ОФО БОФ делятся на 3 груп­пы: очень сильные (содержание таких белков при ОФО увеличивается в 20—1000 раз), сильные (в 2—5 раз), слабые (на 30—60%) (табл. 1.11). Первыми реагируют при острофазной реакции 2 негликозилированных белка — СРБ и сывороточный амилоид А (САА), концентрация которых в норме очень низка. В зависимости от степени тяжести заболевания количество этих белков в крови может возрастать в 1000 раз. Максимальное значение СРБ наблюдается на 2-е сутки. При благоприятном исходе СРБ также быстрее всех других БОФ «воз­вращается» к норме, что связано с очень коротким временем его полужизни в организме (4—6 ч). Затем через 10 ч реагирует повышением концентрации в

г нитальные инфекции и факторы противоинфекционной защиты в генезе
пглалительных заболеваний женских половых органов____________________________________________ 59

2-4 раза АХТ. Через 1 сут. повышается концентрация большой группы БОФ (а1 -ИП, орозомукоид (ОР) и т.д.)- Уровень орозомукоида достигает максимума на 3-4-й день, а нормализация его значений может наступить через 1—2 нед. Наконец, увеличение концентрации на 50% ко 2-м суткам дают СЗ, С4 и церу-плазмин. На кинетику ОФО оказывают влияние возраст, генетические фак­торы и тяжесть заболевания.

Синтез БОФ осуществляется в основном печенью; однако, кроме гепатоци-тов СРБ может продуцироваться моноцитами, ИП — моноцитами, орозомуко­ид — лимфоцитами, моноцитами, нейтрофилами. Несмотря на некоторые осо­бенности синтеза отдельных БОФ, при острофазной реакции общую схему можно представить следующим образом: в результате действия повреждающего стимула (воспаление, травма и др.) в месте его приложения выделяются биоло­гически активные вещества — кинины, анафилотоксин, продукты деградации фибриногена и др., вызывающие деструктивные изменения в зоне повреждения и способствующие увеличению синтеза ряда медиаторов, среди которых перво­очередное значение имеет ИЛ-1. Он, в свою очередь, стимулирует важнейшие защитные реакции организма, в частности усиление фагоцитоза, активацию В-лимфоцитов, продукцию ИЛ-2, т.е. вызывает биологические феномены, пред­ставляющие собой звенья цепи ОФО, существенным из которых является увели­чение синтеза БОФ печенью. Определенное влияние на синтез БОФ гликопро-теидной природы оказывают гормоны: кортикостероиды, андрогены, эстрогены. В частности, кортикостероиды резко усиливают синтез орозомукоида и гапто-глобина, не оказывая практически никакого влияния на ингибитор протеаз (ИП) и церулоплазмин. Под влиянием андрогенов возрастает концентрация ИП, орозомукоида, гаптоглобина, под воздействием эстрогенов резко увеличи­вается концентрация ИП и церулоплазмина.

Ведущую роль в ОФО играют изменения в четырех протеолитических меди-аторных системах (табл. 1.12): системах свертывания, комплемента, калликре-ин-кининовой и плазминовой. При взаимодействии этих систем происходит активация молекул комплемента и кининов с последующей опсонизацией, хемотаксисом, дегрануляцией тучных клеток, увеличением проницаемости сосудистой системы и расширением просвета сосудов и, как следствие всего этого, — активный фагоцитоз.

Большинство клиницистов и врачей-биохимиков расценивают СРБ как показательный маркер воспаления, основываясь на его биологических особен­ностях и характере реагирования при ОФО. Запуская комплемент и все завися­щие от этого реакции (адгезию, хемотаксис, фагоцитоз) и модулируя актив­ность иммунокомпетентных клеток и тромбоцитов, СРБ фактически осущест­вляет связь между звеньями воспалительного процесса. Кроме того, в норме он присутствует в крови в следовых количествах, но при ОФО его концентрация может увеличиваться тысячекратно.

Анализ данных литературы позволяет сделать вывод о целесообразности изученения СРБ в крови при следующих обстоятельствах: 1) диагностика бак­териальной инфекции у новорожденных и мониторинг ответа на терапию антибиотиками при установленной бактериальной инфекции у детей и взро­слых; 2) диагностика внутриутробной инфекции у при преждевременном раз­рыве плодного пузыря; 3) ранняя диагностика инфекционно-воспалительных осложнений у прооперированных больных (Новикова Л.И. и др., 1990).

В ряде работ (Назаров П.Г., 2000) показано, что концентрация СРБ наряду с Другими исследованными БОФ повышается как при бактериальной (перитон-зиллит), так и при вирусной (вирусный менингоэнцефалит, грипп А) инфекции.

60 Глава I

Таблица 1.12 Роль БОФ в ОФО

В дальнейшем было подтверждено, что уровень СРБ значительно увеличивается при большинстве тяжелых бактериальных инфекций у лиц любого возраста, причем степень увеличения, как правило, соответствует тяжести инфекции. Несмотря на то что ответ СРБ на тканевое повреждение, в том числе инфекцион­ной природы, неспецифичен, а уровень его в крови как одиночный показатель предоставляет информацию клиницисту только в сочетании с другими лабора­торными и клиническими данными, идея неспецифического ответа, позволяю­щего хотя бы предварительно диагностировать и оценить тяжесть заболевания, например инфекции, весьма актуальна. Долгое время таким тестом считалась и считается до сих пор СОЭ, однако есть аргументы в пользу замены этого теста на анализ концентрации СРБ. Во-первых, на СОЭ влияют несколько факторов: увеличение в крови уровней фибриногена и Ig и снижение альбумина, измене­ние характеристик эритроцитов и вязкости плазмы. В связи с этим ответ СОЭ на инфекцию происходит гораздо медленнее, чем ответ СРБ. Во-вторых, известны

Генитальные инфекции и факторы противоинфекционной защиты в генезе

воспалительных заболеваний женских половых органов 61

ежедневные вариации показателей СОЭ, связанные с приемом тех или иных пишевых продуктов, которые могут приводить к ошибкам при мониторинге заболевания. В отличие от этого концентация СРВ не имеет ежедневных вариа­ций и может быстро и точно измеряться биохимически.

За последнее десятилетие возрос интерес к СРВ и другим БОФ как диагно­стическим показателям при неонатальной инфекции (сепсис, менингит, пнев­мония, энтероколит и др.), поскольку именно инфекция чаще всего является причиной ОФО у новорожденных (риск ложноположительных результатов не превышает 5%).

Необходимо отметить, что содержание СРВ в крови новорожденных не отличается от такового у взрослых, так как печень уже при рождении ребенка способна к синтезу СРВ в полном объеме. R.Alt и соавт. (1982) определяли кон­центрацию СРВ у здоровых новорожденных в первые часы жизни (0—48 ч) и получили значения, находящиеся в диапозоне 15—22 мкг/мл.

Считают, что наличие выраженного ОФО на инфекцию, заключающуюся, в частности, в синтезе БОФ, свидетельствует о хорошей реактивности организма, а отсутствие такого ответа на фоне доказанной инфекции, которое наблюдается чаще у недоношенных новорожденных, является плохим прогностическим признаком (Alt R., Willard D., Messer J., 1982; Philip A., 1999; Pourcyrous M., Ba-da HA. etal., 1993).

A.Luttcus и соавт. (1993) предприняли попытку очень ранней диагностики инфекции как у матери, так и у новорожденного путем измерения концентра­ции СРВ в крови, взятой из пупочной вены матери во время родов. Надежды авторов не оправдались, однако они сделали вывод о пользе негативной информации, т.е. о том, что нормальное содержание СРВ свидетельствует об отсутствии инфекции.

Ранняя диагностика инфекции у беременных необходима, особенно при преждевременном разрыве плодных оболочек, когда акушер вынужден при­нять решение о целесообразности пролонгирования беременности (при отсут­ствии инфекции) или стимуляции (при наличии инфекции) родовой деятель­ности.

Таким образом, определение концентрации СРВ в крови новорожденных является быстрым и безопасным тестом, применяющимся как в диагностике, так и в мониторинге инфекции и помогающим принять решение о целесооб­разности проведения и продолжительности антибактериальной терапии. При этом чувствительность анализа повышается при проведении серийных опреде­лений. Следует оценить уровень СРВ при рождении (начальный), затем к 12-му часу жизни (к этому сроку, согласно данным разных авторов, инфекция отра­жается на показателях СРБ почти в 100% случаев) и далее определять его еже­дневно для оценки эффективности терапии. Анализ СРБ можно использовать также для постоперативного мониторинга больных, особенно после обширных полостных операций. Известно, что сама хирургическая операция вызывает ОФО, при котором происходит увеличение печеночного синтеза БОФ, в том числе СРБ. Максимального значения концентрация СРБ достигает на 2-й день после операции и в неосложненных случаях постепенно нормализуется. Одна­ко при инфекционно-воспалительных осложнениях содержание СРБ в крови остается высоким или даже пикообразно увеличивается.

Результаты исследования СРБ свидетельствуют о весьма умеренном повы­шении его концентрации в крови больных при вирусных инфекциях, в отличие от бактериальных, связанных с выраженным тканевым повреждением (Fleck А., Myers М.А, 1985; Wicher J.T., Dieppe PA, 1985). Например, M.Soderstrom и

62 Глава I

Таблица 1.13 Изменение уровня БОФ при различных заболеваниях

Гениальные инфекции и факторы противоинфекционной защиты в генезе

воспалительных заболеваний женских половых органов 63

Таблица 1.13 (окончание)

соавт. отмечают, что из 138 обследованных с дыхательными инфекциями раз­личной этиологии лишь у 37% больных с вирусными инфекциями имелось повышение СРБ (против 79% больных с бактериальными). В связи с этим воз­никло предположение, поддерживаемое большинством исследователей, о воз­можности использования теста на СРБ в дифференциальной диагностике бак­териальных и вирусных инфекций.

При обследовании 148 новорожденных с бактериальной инфекцией у 118 был определен высокий уровень орозомукоида; фибриноген и IgM — обычные индикаторы инфекции у новорожденных — были менее чувствительны. Содер­жание орозомукоида в крови новорожденных повышается очень быстро в начале заболевания, максимум достигается на 3—6-е сутки, а нормализация отмечается к 10-м суткам (Broner C.W., Polk S.A., Sherman J.M., 1990). Важное клиническое значение измерения содержания орозомукоида в крови при бак­териальных инфекциях в неонатальном периоде определяется следующими обстоятельствами. Во-первых, в связи с весьма низкой частотой онкологиче­ских заболеваний у новорожденных повышение у них концентрации БОФ, в том числе орозомукоида, связано с инфекционным процессом. Во-вторых, способность синтезировать орозомукоид (белок с относительно небольшой молекулярной массой по сравнению с другими БОФ) появляется у детей очень рано, а поскольку нормальные уровни орозомукоида у новорожденных низкие, то повышение содержания этого белка при бактериальной инфекции может быть очень заметными и, следовательно, чувствительным параметром. В-третьих, колебания содержания орозомукоида в крови могут помочь в лече­нии инфекции, контроле над его эффективностью.

Рассматривая все вышесказанное, мы попытались систематизировать БОФ при ряде патологических состояний (Новикова Л.И. и др., 1990), используя дан­ные литературы и полученные нами результаты (табл. 1.13).

Приведенные данные свидетельствуют о важной биологической роли БОФ пРи различных патологических состояниях; хотя механизм ОФО до конца не изучен, современные представления о функциональных особенностях этой группы белков вызывают особый интерес клиницистов. Диагностические воз-