RAF
reaktanty akutní fáze
Biochemický ústav LF MU (V.P.) 2006
Poškození organizmu :
1/   místní reakce   -   akutní zánět
2/   celková reakce - syntéza reaktantů akutní fáze
i
•  sekreční proteiny jaterních bb.
•  tvorba a uvolňování do cirkulace řízeny prozánětlivými cytokiny
t
(cytokiny jsou připomenuty na konci RAF souboru)
RAF = reaktanty akutní fáze
acute phase reactants / proteins+)
»
APP"
bílkoviny akutní fáze
sekreční proteiny jaterních bb. posttranslacne upraveny —» glykoproteiny
(výjimka: prealbumin, albumin a CRP)
+
) [9fkju:t feiz rľaektents / fprouti:ns]
AlAG = arkyselý glykoprotein = orosomukoid
AlAT = a j -antitrypsin = arproteinasový ihibitor (A1PI)
A1AC = a1-antichymotrypsin
FBG = fibrinogen
HPG = haptoglobin CPL   = ceruloplasmin
C3 , C4 - složky komplementu CRP   = C-reaktivní protein
5
APP - časová závislost:
1/   časné změny (do 6 - 12 h):
CRP, Al AC
2/  střední (odpověď za 1 - 2 d):
HPG, AlAG, AlAT, C4, FBG
3/   pozdní   (změny za 3 - 5 d):
CPL,   C3
6
AFP - dle změn koncentrace v krvi:
•  pozitivní
1/ velmi silné, „nápadné" - zvýšeny 20 - lOOkrát:
CRP 2/ silné - obvykle zvýšeny 2 - 5krát:
AI AG, FBG, HPG, AI AC,
A1PI = A1AT 3/ slabé - obyčejně zvýšeny o 20 - 60 %:
CPL, C3, A2AP (a2-antiplasmin)+)
•  neutrální   - ani pravidelné, ani bezprostřední změny
A2M (a2-makroglobulin), HPX (hemopexin), všechny Ig
•  negativní   -   obvykle sníženy o 30 - 60 %
albumin, transferin, prealbumin, ...
j plasmin = fibrinolysin, jeho proenzym je plasminogen v ß-frakci bílkovin plasmy
APPl (proteiny akutní fáze - 1. skupina):
•  syntéza stimulována TNFa, IL-1 a IL-6 (nezávisle, aditivně nebo synergicky)
•  jsou indukovány během několika hodin po zánětlivém stimulu
•  patří sem:   C-reaktivní protein (CRP)
orosomukoid = arkyselý glykoprotein   (AlAG) C3 složka komplementu haptoglobin (HPG) hemopexin (HPX)    aj.
8
APP2 (proteiny akutní fáze - 2. skupina):
IL-6
IL-1
MľiTHÉŔ  ■
1
APP 2 výrazněji zvýšeny:
chronické záněty
některé virózy
některé hematologické malignity
APP2 (proteiny akutní fáze - 2. skupina):
•  syntéza stimulována IL-6 a glukokortikoidy
(—» APP2 někdy označovány „IL-6 specifické APP")
•  TNFa a IL-1 zde nestimulují nebo dokonce inhibují syntézu !!
•  exprese genů APP2 je obvykle zpočátku inhibována prostřednictvím TNFa a IL-1 —> APP2 mají většinou pozvolnější dynamiku než APP 1
•  patří sem: fibrinogen   (FBG)
a2-makroglobulin (A2MG) ceruloplasmin (CPL) serpiny+) arantitrypsin (AIAT)
= ar proteinasový ihibitor (AlPí)
a^antichymotrypsin (Al ACT)
inhibitor proteinu C
) seryin = zkratka: SERine Protease INhibitor - ihibitor proteinasy, která má serin ve svém
aktivním centru. Asi 20 % proteinů krevní plasmy má povahu serpinů.    10
Znalost anamnézy
- předpoklad hodnocení některých APP
zánět / trauma
androgeny
estrogeny+)
TRF
sn «*
zv
zv
negativní APP
) p.o.antikoncepce, těhotenství
n
Syntéza APP (1):
•  vlastní podnět = nástup infekce a/nebo tkáňové poškození
•  signál pro hepatocyt zprostředkován cytokiny - hl. IL-6? IL-1 (interleukiny) a TNFa
•  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 PPj      (kde X = Adenosis Cytidin,
Guanosin, Uridin)
12
Syntéza AFP (2):
APPjsou 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 diabetů (glykovaný Hb, ...)
13
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
14
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"
15
Úloha AFP v organizmu (2):
1/ regulátory zánětlivého procesu
• zánět je také hojivý proces —»tvorba granulační tkáně
• nahromadění zánětlivých proteinů —> lokální venózní
vazodilatace 2/ mediatory 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 (ax-antitrypsin), A1AC (arantichymotrypsin) aj.
16
Úloha AFP v organizmu (3):
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
• AI AG (arkyselý glykoprotein = orosomukoid) má v části molekuly homologní sekvenci aminokyselin s Ig membrány imunokompetentních buněk
) opsonin = molekula, která působí jako zesilovač fagocytosy [ř. opson = zákusek]. opsonizace: antigény jsou vázány protilátkou a/nebo molekulami komplementu. Fagocytující bb. mají receptory, vázající molekuly opsoninu. Mnohé vazby zde     , „ nejsou možné bez opsonizace antigénu.
Uloha AFP v organizmu (4):
6/ kontrola bílkovin pojiva
AI AT a AI AC tvoří depozity na nových vláknech elastinu
II 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
18
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 !!
19
SAA:
„sérový amyloid A" - APP plasmy —» může podmiňovat jednu z forem amyloidosy (AA-Amyloidosa) zvýšení SAA:   stredomorská horečka (recesivně dědičná)
chronické infekce   tuberkulosa
lepra
osteomyelitis chronické neinfekční záněty
colitis ulcerosa Crohnovo onemocnění psoriasa
Bechtěreva choroba kolagenosy
arthritis reheumatoides tumory   morbus Hodgkin
karcinomy                                     20
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)
21
CRP (1):
•  citlivý APP? nespecifický
•  váže C polysacharid pneumokoka —» název (1930)
•  Mr~ 140.000         (srovnání: albumin Mr= 66.290)
•  patří mezi „pentraxiny" —» prstencový disk z 5 identických podjednotek, není glykosylován !!
•  ß-frakce bílkovin plasmy
•  t1/2 = 2-4h
•  normální hodnoty   < 10 mg . I1
• 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               22
CRP (2):
hsCRP = „high sensitivity",
ultrasenzitivní CRP
•  normální hodnoty: novorozenec Od        < 0,6 mg . I'1
Id       < 3,2 týden    < 1,6 od 15 let < 5 mg. I"1
•  velmi nízké hodnoty po narození —> CRP neprochází placentou,
není ovlivnění z krve matky
•  u nedonosených dětí nižší hodnoty
23
CRP (3):
diagnostika :
•   CRP a Hey = 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
(= PONl - enzym na HDL s protizánětlivým účinkem -> index CRP/PONl
= ukazatel kardiovaskulárního rizika)
24
CRP (4):
diagnostika :
zánět	bakteriální	virový
CRP	zv.	(n.)
mg. I"1	> 100	
úspěšná terapie antibiotiky se projevuje rychlým poklesem CRP. při neúspěšné léčbě zvýšení přetrvává
CRP = 50 -100 mg . I-1 představuje „přechodnou zónu"
pro možný výskyt bakteriální i virové infekce                         25
Používané symboly :
zv. =   zvýšen
(zv.) =   obvykle zvýšen
sn. =   snížen
(sn.) =   obvykle snížen
n.   =    normálni hodnota
(n.) =    obvykle normálni hodnota
26
Mechanismus zánetllivé reakce :
[Horečka]
IL-1 TNFa   IL-G LIF IFNT OSM IL-11 CNTF TGFp
ttypo
hyp n
OSA Untamus
rfra
imdlcdvínky
- glukoTíortikoidy
[Proteiny karnptemcntm
KoagufaÓní .faktory
V
£ľ Insulin
Ě?okadavá kyselina
1
Proteiny akutní fáze
D
Masopust J.: Požadování a hodnocení biochemických vyšetření, UK Praha 1996
(obr. ze str. 489 - scan 130 dpi, ostřeno, 85 % komprese   —>   18 kB JPEG)
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 ty r o sinové kinasy
•  odpověď: změna exprese membránových proteinů,
proliferace a sekrece efektorových molekul
28
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
29
Cytokiny :
•  pleotropní účinek
(1 cytokin působí na více buněčných typů)
•  redundantní účinek („nadbytečnost")
(podobné funkce mohou být stimulovány různými cytokiny)
•  synergický / antagonický účinek
receptory pro cytokiny - skupiny: hematopoetinová interferonová tumor necrosis factor chemokinová
30
31