‹#› 1 ‹#› 2 R A F © Biochemický ústav LF MU (V.P.) 2012 reaktanty akutní fáze ‹#› 3 Poškození organizmu : 1/ místní reakce - akutní zánět 2/ celková reakce - syntéza reaktantů akutní fáze · sekreční proteiny jaterních bb. · tvorba a uvolňování do cirkulace řízeny prozánětlivými cytokiny (cytokiny jsou připomenuty na konci RAF souboru) ‹#› 4 RAF = reaktanty akutní fáze acute phase reactants / proteins+) ® „ APP “ bílkoviny akutní fáze +) [ә'kju:t feiz ri'aektәnts / 'prouti:ns] · sekreční proteiny jaterních bb. · posttranslačně upraveny ® glykoproteiny (výjimka: prealbumin, albumin a CRP) ‹#› 5 A1AG = α1-kyselý glykoprotein = orosomukoid A1AT = α1-antitrypsin = α1-proteinasový ihibitor (A1PI) A1AC = α1-antichymotrypsin FBG = fibrinogen HPG = haptoglobin CPL = ceruloplasmin C3 , C4 - složky komplementu CRP = C-reaktivní protein ‹#› 6 ‹#› 7 APP – časová závislost : 1/ časné změny (do 6 – 12 h): CRP, A1AC 2/ střední (odpověď za 1 – 2 d): HPG, A1AG, A1AT, C4, FBG 3/ pozdní (změny za 3 - 5 d): CPL, C3 ‹#› 8 APP - dle změn koncentrace v krvi : · pozitivní 1/ velmi silné, „nápadné“ - zvýšeny 20 – 100krát: CRP 2/ silné – obvykle zvýšeny 2 – 5krát: A1AG, FBG, HPG, A1AC, A1PI = A1AT 3/ slabé – obyčejně zvýšeny o 20 – 60 %: CPL, C3, A2AP (α2-antiplasmin)+) · neutrální - ani pravidelné, ani bezprostřední změny A2M (α2-makroglobulin), HPX (hemopexin), všechny Ig · negativní - obvykle sníženy o 30 – 60 % albumin, transferin, prealbumin, … +) plasmin = fibrinolysin, jeho proenzym je plasminogen v b-frakci bílkovin plasmy ‹#› 9 APP1 (proteiny akutní fáze – 1. skupina) : · syntéza stimulována TNFα, IL-1 a IL-6 (nezávisle, aditivně nebo synergicky) · jsou indukovány během několika hodin po zánětlivém stimulu · patří sem: C-reaktivní protein (CRP) orosomukoid = α1-kyselý glykoprotein (A1AG) C3 složka komplementu haptoglobin (HPG) hemopexin (HPX) a j. ‹#› 10 IL-6 IL-1 APP 2 výrazněji zvýšeny: chronické záněty některé virózy některé hematologické malignity APP2 (proteiny akutní fáze – 2. skupina) : ‹#› 11 APP2 (proteiny akutní fáze – 2. skupina) : · · syntéza stimulována IL-6 a glukokortikoidy (® APP2 někdy označovány „IL-6 specifické APP“) · TNFα a IL-1 zde nestimulují nebo dokonce inhibují syntézu !! · exprese genů APP2 je obvykle zpočátku inhibována prostřed- nictvím TNFα a IL-1 ® APP2 mají většinou pozvolnější dynamiku než APP1 · patří sem: fibrinogen (FBG) α2-makroglobulin (A2MG) ceruloplasmin (CPL) serpiny+) α1-antitrypsin (A1AT) = α1- proteinasový ihibitor (A1PI) α1-antichymotrypsin (A1ACT) inhibitor proteinu C +) serpin = zkratka: SERine Protease INhibitor - inhibitor proteinasy, která má serin ve svém aktivním centru. Asi 20 % proteinů krevní plasmy má povahu serpinů. ‹#› 12 TRF zánět / trauma sn androgeny zv estrogeny+) zv +) p.o.antikoncepce, těhotenství negativní APP Znalost anamnézy – předpoklad hodnocení některých APP : sn = snížení zv = zvýšení ‹#› 13 Syntéza APP (1) : · vlastní podnět = nástup infekce a/nebo tkáňové poškození · signál pro hepatocyt zprostředkován cytokiny - hl. IL-6, IL-1 (interleukiny) a TNFα · různé cytokiny indukují syntézu odlišných APP · vlastní indukce syntézy = aktivace odpovídající RNA-nukleotidyl.transferasy (= RNA polymerasy) RNA-nukleotidyl.trasferasa syntezuje mRNA podle DNA-templátu: n XTP ® (XMP)n + n PPi (kde X = Adenosin, Cytidin, Guanosin, Uridin) ‹#› 14 Syntéza APP (2) : APP jsou glykoproteiny - glykosylace = posttranslační úprava, probíhající v endoplasmatickém retikulu a v Golgiho aparátu Glykosylovány nejsou: CRP a z „negativních reaktantů“ prealbumin a albumin. Tyto jsou pouze z aminokyselin. Odlišuj: glykosylace = enzymová reakce uskutečněná glykosyl.transferasami glykace = neenzymová reakce mezi aminoskupinou bílkoviny a aldehydovou skupinou glukosy – viz např. glykované proteiny u diabetu (glykovaný Hb, …) ‹#› 15 Změny koncentrací APP : · APP = bílkoviny, které po stimulu zvyšují („pozitivní APP“) nebo snižují („negativní APP“) svoji koncentraci alespoň o 25 % · s výjimkou HPG (haptoglobin) všechny APP vykazují roční rytmus svých koncentrací · nejnižší koncentrace jsou dosaženy v zimě (listopad až únor) – avšak TRF (transferin, negativní APP) je fázován opačně ‹#› 16 Úloha APP v organizmu (1) : · základ většiny funkcí APP v organizmu = vytvoření komplexu „APP-ligand“ (s ligandy nejrůznějšího původu). · komplexy jsou odstraňovány RES nebo hepatocyty · takto se likvidují uvolněné proteinasy, toxické molekuly (Hb, superoxidový anion), nukleové kys., …. (viz dále) · syntéza „pozitivních APP“ je doprovázena poklesem „negativních APP“, mj. albuminu ® snížení vazebných míst pro ligandy (mastné kys., hormony, vitaminy, stopové prvky, …) ® vazba těchto ligandů na „pozitivní APP“ ‹#› 17 Úloha APP v organizmu (2) : 1/ regulátory zánětlivého procesu · zánět je také hojivý proces ® tvorba granulační tkáně · nahromadění zánětlivých proteinů ® lokální venózní vazodilatace 2/ mediátory biologických reakcí např. CRP aktivuje komplementový systém ® lýza buněk 3/ inhibitory enzymů · z fagocytů uvolňované proteolytické enzymy ® poškozování okolních tkání zabráněno vazbou enzymů na (inhibitory) A1AT (α1-antitrypsin), A1AC (α1-antichymotrypsin) aj. ‹#› 18 4/ odstraňování nežádoucích látek · CRP opsonizuje+) fragmenty nukleových kyselin · sérum amyloid A protein odstraňuje cholesterol z rozpadlých membrán · haptoglobin (HPG) váže hemoglobin (Hb) uvolněný při intravazální hemolýze ® rychlé vychytáváni v RES ® spolu s Hb odbourán (® snížení plasmatické koncentrace HPG) 5/ imunomodulační účinek · A1AG (α1-kyselý glykoprotein = orosomukoid) má v části molekuly homologní sekvenci aminokyselin s Ig membrány imunokompetentních buněk Úloha APP v organizmu (3) : +) opsonin = molekula, která působí jako zesilovač fagocytosy [ř. opson = zákusek]. opsonizace: antigeny jsou vázány protilátkou a/nebo molekulami komplementu. Fagocytující bb. mají receptory, vázající molekuly opsoninu. Mnohé vazby zde nejsou možné bez opsonizace antigenu. ‹#› 19 Úloha APP v organizmu (4) : 6/ kontrola bílkovin pojiva A1AT a A1AC tvoří depozity na nových vláknech elastinu (= ochrana fibril před působením proteolytických enzymů) 7/ hojení ran · fibrinogen (FBG) spolu s dalšími koagulačními faktory zesiluje hojení ran 8/ vazba kovů kovy vázající APP · minimalizují ztráty železa z poškozených tkání · snižují množství železa využitelného bakteriemi · působí jako scavenger pro volné kyslíkové radikály ‹#› 20 Hlavní APP u savců : 1/ SAA = sérový amyloid A 2/ CRP nebo (v závislosti na druhu) SAP = komponenta sérového amyloidu P · značný rozsah a rychlost jejich indukce · krátké poločasy · účast na samém začátku obranné reakce · není znám živý organismus neschopný syntézy těchto APP ® mají pravděpodobně zcela zásadní klinický význam ale: je o nich známo poměrně méně než o ostatních APP !! ‹#› 21 SAA : · „sérový amyloid A“ - APP plasmy ® může podmiňovat jednu z forem amyloidosy (AA-Amyloidosa) · zvýšení SAA: chronické infekce tuberkulosa lepra osteomyelitis chronické neinfekční záněty colitis ulcerosa Crohnovo onemocnění psoriasa Bechtěreva choroba kolagenosy arthritis rheumatoides tumory morbus Hodgkin karcinomy ‹#› 22 SAA : amyloidosa: „amylum + eidos“ = škrobu podobný (barvitelnost iodem, Rudolf Wirchow 1854) · vznik extracelulárních uložení bílkovin · původně rozpustné bílkoviny krevní plasmy za nadprodukce se dostávají do okolních tkání · tkáňové enzymy je přemění na nerozpustný komplex bílkoviny s dalšími látkami mikroskopicky: drobná vlákna – „fibrily“ · fibrily jsou resistentní vůči fagocytose a proteolyse (= nelze je odstranit) · fibrily z původního sérového amyloidu A (SAA) ® AA-amyloidosa (lokalizace hl. ledviny, slezina, játra a nadledviny) ‹#› 23 CRP (1) : · citlivý APP, nespecifický · váže C polysacharid ze Streptococcus pneumoniae ® název (1930) · Mr ≈ 140.000 (srovnání : albumin Mr = 66.290) · patří mezi „pentraxiny“ ® prstencový disk z 5 identických podjednotek, není glykosylován !! · b-frakce bílkovin plasmy · t1/2 = 2 - 4 h · normální hodnoty < 10 mg . l-1 · ovlivnění: těhotenství, estrogeny (zv.) tělesná zátěž, kouření, obezita (® zv.) dieta, poloha při odběru věk, nadmořská výška …. statiny (atorvastatin, ...) ® sn. · mCRP je monomerem – zkoumá se jeho vztah k oxidaci LDL a aktivaci komplementu ‹#› 24 Pentraxiny : „krátké“ pentraxiny zahrnují komponentu sérového amyloidu P (SAP) a C reaktivní protein (CRP) název: „penta“ = pět, „ragos“ = bobule, „axis“ = osa (symetrie) struktura: 5 monomerů ‹#› 25 CRP (2) : hsCRP = „high sensitivity“, ultrasenzitivní CRP · normální hodnoty: novorozenec 0 d < 0,6 mg . l-1 1 d < 3,2 týden < 1,6 od 15 let < 5 mg . l-1 · velmi nízké hodnoty po narození ® CRP neprochází placentou, není ovlivnění z krve matky · u nedonošených dětí nižší hodnoty ‹#› 26 CRP (3) : diagnostika : · CRP a Hcy = nezávislé markery kardiovaskulárního rizika · hsCRP jako marker zánětu: zv. u akutního koronárního syndromu, ale nikoliv u stabilní ischemické choroby · zv. hsCRP spojeno se zv. LDLchol + zv. BMI · zv. CRP spojeno se sn. paraoxonasa 1 (= PON1 - enzym na HDL s protizánětlivým účinkem ® index CRP / PON1 = ukazatel kardiovaskulárního rizika) ‹#› 27 CRP (4) : diagnostika : infekce bakteriální virová CRP zv. (n.) mg . l-1 > 100 úspěšná terapie antibiotiky se projevuje rychlým poklesem CRP, při neúspěšné léčbě zvýšení přetrvává CRP = 50 - 100 mg . l-1 představuje „přechodnou zónu“ pro možný výskyt bakteriální i virové infekce ‹#› 28 zv. = zvýšen (zv.) = obvykle zvýšen sn. = snížen (sn.) = obvykle snížen n. = normální hodnota (n.) = obvykle normální hodnota Používané symboly : ‹#› 29 Mechanismus zánětllivé reakce : Masopust J.: Požadování a hodnocení biochemických vyšetření, UK Praha 1996 (obr. ze str. 489 - scan 130 dpi, ostřeno, 85 % komprese ® 18 kB JPEG) ‹#› 30 Cytokiny : · malé sekreční proteiny · zprostředkovávají a regulují: imunitu, zánět, hematopoezu · účinek je vázán na malou vzdálenost od místa vzniku, krátký poločas, velmi nízkou koncentraci · vazba na specifické membránové receptory signál přenášen do buňky cestou „druhého posla“, (většinou tyrosinové kinasy) · odpověď: změna exprese membránových proteinů, proliferace a sekrece efektorových molekul ‹#› 31 Cytokiny : „cytokiny“ = obecné pojmenování, zahrnuje: · lymfokiny (cytokiny tvořené lymfocyty) · monokiny (…. z monocytů) · interleukiny „IL“ (cytokiny tvořené jedním leukocytem a působící na ostatní leukocyty) inter = mezi leu = leukocyt kin = cytokin „mezi leukocyty působící cytokin“ pro klasifikaci cytokinů mají význam především IL-1 a IL-6 · interferony (inhibují replikaci viru v napadené buňce) · chemokiny („přitahují“ leukocyty k místům infekce - chemotaxe) cytokiny jsou tvořeny různými populacemi buněk, ale především helperickými T buňkami a makrofágy ‹#› 32 Cytokiny : · pleotropní účinek (1 cytokin působí na více buněčných typů nebo: různé typy buněk secernují stejný cytokin) · redundantní účinek („nadbytečnost“) (podobné funkce mohou být stimulovány různými cytokiny) · synergický / antagonický účinek receptory pro cytokiny – skupiny: hematopoetinová interferonová tumor necrosis factor chemokinová ‹#› 33