Что такой биомаркер воспаление
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.
Категория сообщения в блог:
Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) — неспецифический лабораторный показатель крови, отражающий соотношение фракций белков плазмы. Раньше этот показатель носил название «реакция оседания эритроцитов» (РОЭ). Это одно и то же. Несколько фактов из истории изучения этого вопроса. В 1918 г. Fahraeus обнаружил, что скорость оседания эритроцитов изменяется у беременных, в последующем он выявил, что СОЭ изменяется также при многих заболеваниях. Вестергрен в 1926 г. и Уинтроп 1935 г. разработали методы, которые и сейчас используют в клинической практике для определения СОЭ.
Повторю, что СОЭ — это высокочувствительный, но неспецифичный и нестабильный показатель воспаления. На результаты определения СОЭ влияют возраст, пол, уровень фибриногена, ревматоидного фактора (РФ), анемия и другие факторы. Эту фразу следует понимать так, что повышение СОЭ укажет на наличие какого-то воспаления в организме (инфекционного или нет), НО не ответит на вопрос — КАКОЕ ИМЕННО ВОСПАЛЕНИЕ И ГДЕ?
На сегодняшний день рекомендуется международный метод определения СОЭ по Вестергрену как наиболее чувствительный.
Верхняя граница СОЭ в норме по Вестергрену зависит от возраста и пола, рассчитывается по формуле:
- для женщин СОЭ (мм/час)=(возраст в годах+10)/2;
- для мужчин СОЭ (мм/час) = (возраст в годах)/2
Теперь коснусь значения определения СОЭ у ревматологических больных. СОЭ рекомендовано определять у всех пациентов при подозрении на ревматологическое заболевание. Да и вообще определение СОЭ входит в «золотой стандарт» обследования при подозрении на множество различных заболеваний, как ревматических, так и других (инфекционных и нет).
Увеличение СОЭ служит лабораторным классификационным критерием ревматоидного артрита. Повышение СОЭ>50 мм/час является критерием гигантоклеточного артериита. Повышение СОЭ>35 мм/час является диагностическим признаком ревматической полимиалгии. Рекомендуемая кратность определения СОЭ при установленном диагнозе составляет 1 раз в 1-3 месяца.
C-реактивный белок (СРБ) – классический острофазовый белок плазмы крови, который рассматривается как наиболее чувствительный лабораторный маркер инфекции, воспаления и тканевого повреждения. В зависимости от цели исследования определение концентрации СРБ проводится классическими и высокочувствительными методами. Классические методы количественного анализа СРБ в сыворотке крови (радиальная иммунодиффузия, иммунотурбидиметрия и иммунонефелометрия) предназначены для выявления повышенного уровня СРБ при остром воспалении и тканевом повреждении в пределах диапазона концентраций 5-500 мг/л.
Высокочувствительный анализ СРБ (вчСРБ), основанный на усилении аналитической чувствительности иммунохимических методов (иммуноферментного, иммунотурбидиметрического и иммунонефелометрического) в 10 и более раз с помощью специальных реагентов, позволяет измерять концентрации СРБ ниже 5 мг/л и используется для оценки базального уровня вчСРБ и связанного с ним риска сердечно-сосудистых катастроф. Индивидуальная концентрация СРБ достаточно стабильна и не подвержена суточным изменениям.
Нормальный уровень СРБ у взрослых составляет менее 5 мг/л (однако значения, превышающие 3 мг/л, могут указывать на высокий риск развития сердечно-сосудистой патологии); у новорожденных (до 3 недель) – менее 4,1 мг/л; у детей – менее 2,8 мг/л.
Определение СРБ является полезным тестом для оценки активности патологического процесса у больных ревматическими заболеваниями. СРБ входит в критерии ревматоидного артрита. Увеличение концентрации СРБ может говорить о развитии рентгенологических изменений, свидетельствующих о тяжелом деструктивном поражении суставов при раннем ревматоидном артрите. Рекомендуемая кратность определения СРБ составляет 1 раз в 1-3 месяц.
12 332
Биомаркеры считаются краеугольным камнем интеллектуальной профилактической и персонализированной медицины будущего. Однако немногие из них до сих пор эффективно используются в медицине. Что же такое биомаркеры?
Каждый из нас на протяжении жизни по разным причинам неоднократно измерял свой рост, вес, давление, сдавал анализы крови, делал УЗИ, МРТ, а также определял многие другие параметры состояния своего организма. Это всё и есть биомаркеры.
Таким образом, биомаркеры — это такие показатели, которые могут быть использованы в качестве индикаторов какого-либо болезненного или физиологического состояния организма.
В прошлом в качестве биомаркеров использовались, прежде всего, такие показатели как кровяное давление или частота сердечных сокращений.
Однако со временем понятие биомаркеров стало значительно шире. Например, сейчас одним из часто используемых биомаркеров в медицине является простат-специфический антиген (ПСА). Этот маркер может потенциально указывать на рак простаты.
Появились новые биомаркеры, которые связаны с технологией обработки изображения или такие, которые используются при разработке лекарственных средств.
В генетике биомаркер (генетический маркер) представляет собой последовательность ДНК, которая связана с восприимчивостью к болезни или вызывает заболевание.
В настоящее время уже используются тысячи биомаркеров для оценки состояния здоровья, однако существует потребность в разработке новых маркеров, которые могли бы значительно помочь в диагностике и лечении сложных заболеваний.
Определение понятия «биомаркер».
В 2001 году эксперты Национального института здоровья США предложили следующее определение биомаркера:
Биомаркер — это характеристика, которую можно объективно измерить, и которая может служить в качестве индикатора физиологических и патологических биологических процессов или фармакологических ответов на терапевтическое вмешательство.
В настоящее время существует более точное определений этого понятия:
Биомаркер (биологический маркер) – это исследуемый параметр, измерение которого отличается высокой точностью, надежностью и воспроизводимостью, что позволяет отражать напряженность физиологических процессов, состояние здоровья, степень риска или факт развития заболевания, его стадию и прогноз.
Биомаркер – это характеристика (биологический признак), которая используется в качестве индикатора биологического состояния всего организма.
Биомаркеры могут представлять собой вещество, чье обнаружение указывает на конкретное болезненное состояние или присутствие чужеродных организмов. Например, присутствие специфических антител может указывать на конкретную инфекцию.
Биомаркером также может быть вещество, которое вводят в организм в качестве средства для изучения функции органа. Например, радиоактивный изотоп хлорида рубидия используется для оценки кровоснабжения сердечной мышцы.
Таким образом, исследуя один или несколько параметров, можно судить о состоянии всего организма. Например, обнаружение хорионического гонадотропина свидетельствует о беременности.
Основные задачи биомаркеров.
- Прогнозирование индивидуального риска заболеваний у здоровых лиц.
- Оценка нормальных физиологических процессов в организме (рост, вес, спортивная форма, протекание беременности, старение).
- Выявление заболеваний, подбор лечения, оценка его эффективности.
- Прогнозирование течения и исхода заболевания.
- Определения негативных эффектов внешней среды, в том числе химических отравлений, радиационного облучения и др.
- Разработка новых лекарственных средств.
Какие бывают биомаркеры? Разнообразие биомаркеров.
Сразу оговоримся, что единой общепринятой системы классификации биомаркеров нет. Поэтому существует несколько классификаций.
1. В зависимости от характеристик биомаркеров:
• Отображаемые (визуализируемые) биомаркеры (КТ, МРТ).
• Неотображаемые (молекулярные) биомаркеры. Молекулярные биомаркеры — это те, которые имеют биофизические свойства и позволяют их измерить в биологических средах (плазма, сыворотка, спинномозговая жидкость). Это такие маркеры как нуклеиновые кислоты, белки, липиды, метаболиты и другие малые молекулы. В качестве биомаркеров могут служить концентрации специфических пептидов, энзимов, гормонов и др.
2. В зависимости от цели их применения при диагностике и лечении:
• Предупредительные. Используются для выявления лиц с повышенным риском возникновения заболевания по уровню содержания в организме тех или иных веществ. Например, повышение количества липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) может указывать на высокий риск развития атеросклероза.
• Верификационные — подтверждающие заболевания на субклинической стадии. Например, микроальбуминурия (появление в моче небольшого количества альбумина) появляется у лиц с сахарным диабетом ещё до того, как появятся первые клинические проявления.
• Диагностические биомаркеры. Используются для идентификации определенного заболевания. Например, повышение белка тропонина в крови указывает на инфаркт миокарда, а гликолизированного гемоглобина — на сахарный диабет.
• Биомаркеры состояния. Используются для определения тяжести заболевания. Например, мозговой натрийуретический пептид — для определения функционального класса застойной сердечной недостаточности.
• Прогностические. Используются для оценки прогноза развития заболевания, его возможного исхода и оценки эффективности лечения. Например, биомаркеры рака при опухолях или гликозилированный гемоглобин при диабете.
• Фармакодинамические биомаркеры. Используются при разработке лекарств и выявляют определенный фармакологический ответ, что необходимо при исследованиях по оптимизации дозировок лекарств.
3. В зависимости от исследуемой системы или состояния.
Каждая биологическая система (например, сердечнососудистая, иммунная, метаболическая) имеет свои собственные специфические биомаркеры. В зависимости от исследуемой системы биомаркеры соответственно могут быть:
• Нейропсихиатрические биомаркеры — это высокоспецифичные биологические признаки, указывающие на наличие определенного нейропсихиатрического заболевания (эпилепсия, болезнь Альцгеймера, шизофрения, депрессия и др).
• Иммунологические — это высокоспецифичные биологические признаки, указывающие на наличие определенного иммунного нарушения.
• Сердечнососудистые.
• Метаболические.
• Биомаркеры для мониторинга рака (онкомаркеры).
• Биомаркеры старения — объективные физиологические параметры состояния органов и систем организма, которые изменяются качественно или количественно при старении.
• Биомаркеры спортивной формы.
• Биомаркеры воздействия окружающей среды. Они, в частности, выявляют токсические вещества в организме. В этом случае биомаркером может быть само отравляющее вещество. Но им также могут быть вещества, которые образуются в организме под воздействием данного токсина. Например, при воздействии окиси углерода в крови повышается уровень карбоксигемоглобина, при воздействии фосфорорганических соединений в крови уменьшается количество фермента холинэстеразы.
4. В зависимости от вида исследований:
• Биохимические биомаркеры,
• Генетические,
• Нейрофизиологические,
• Эндокринологические,
• Анатомические,
• Когнитивные, др.
5. В зависимости от длительности определяемых расстройств.
• Маркер состояния — определяет преходящее нарушение, отражая результат недавнего воздействия. Например, недавнее употребление наркотика или алкоголя определяется по их содержанию в крови.
• Структурный маркер — определяет стойкие структурные изменения при длительно протекающих состояниях. Например, специфические изменения структуры и функции печени при алкоголизме.
6. В зависимости от специфичности.
• Специфические биомаркеры. Указывают на возникший биологический эффект при конкретном воздействии. Например, антитела к хламидиям указывают на хламидиоз.
• Неспецифические. Не указывают на конкретную причину возникшего эффекта, но отражают общий эффект воздействия. Например, ускорение скорости оседания эритроцитов указывает не только на воспалительный процесс, но также может иметь место при беременности, анемиях, опухолях и др.
7. Простая клиническая классификация по типам.
0 тип – биомаркеры, указывающие на наличие заболевания и связанные с
ним клинические проявления;
I тип – маркеры, связанные с лечебным эффектом и механизмом
действия препаратов;
II тип – маркеры, позволяющие предсказать исход заболевания и эффективность лечения.
Заключение.
В настоящее время многие из биомаркеров определяются относительно легко и являются частью рутинных медицинских осмотров. Эти осмотры включают измерение веса тела, давления, частоты сердечных сокращений, уровня холестерина и триглицеридов, уровня глюкозы натощак, что позволяет определить риск развития метаболических расстройств (атеросклероз, сахарный диабет, ожирение, гипертония) или заболевания на ранней доклинической стадии.
Тем не менее, существует потребность в разработке биомаркеров для выявления ряда заболеваний и подбора эффективного лечения. Одним из таких заболеваний является депрессия, которую пока невозможно предсказать, и также нет способа определить, какой антидепрессант будет эффективнее при лечении данного пациента. А это значит, что многие люди по-прежнему страдают, а их врачи вынуждены длительно подбирать им лечение, порой назначая целый ряд малоэффективных препаратов.
Весьма интересным и перспективным является изучение маркеров старения. Что является индикатором старения организма и что определяет темпы старения? Но на этом мы остановимся в следующей статье.