Размещено на http://www.allbest.ru/

ГБОУ ВПО НижГМА Минздрав России

Кафедра Биохимии им. Г.Я. Городисской

Роль белков теплового шока в диагностике заболеваний

лечебный факультет, 233 группа

Ростов А.А.

В 1974 году в Италии молодой генетик Ферруччио Ритосса обнаружил набухание (puffing) некоторых участков хромосом дрозофилы при случайном повышении температуры в термостате. Это оказалось проявлением активации генов и получило название "ответа на тепловой шок" (heat shock response), а индуцируемые белки были названы белками теплового шока, БТШ (heat shock proteins, HSP). В дальнейшем этот класс белков был найден во всех клетках всех живых организмов - от бактерий до человека. Известно, что подобный ответ проявляется, кроме тепловых, при различных биологических (инфекция, воспаление), физических (радиация, гипоксия), химических (спирты, металлы) и других стрессорных воздействиях. Поэтому белки теплового шока называют также белками стресса. Повышенная экспрессия белков HSP защищает клетку, стабилизируя денатурированные или неправильно свернутые пептиды. Накапливаясь при различных вредных воздействиях, белки теплового шока помогают клетке поддерживать гомеостаз в условиях стресса.

Выделяют 4 основных семейства БТШ:

БТШ 90 (HSP90) - группа высокомолекулярных БТШ, имеющих у млекопитающих молекулярную массу 90 кДа;

БТШ 70 (HSP70) - семейство белков с молекулярной массой около 70 кДа, наиболее широко распространенные и лучше всего изученные;

малые БТШ, чей молекулярный вес варьирует от 15 до 30 кДа; В настоящее время принято считать, что в тканях млекопитающих экспрессируется семь (в последнее время говорится даже о восьми) типов sHsp, которые разделяют либо по молекулярной массе, либо по функциям, выполняемым этими белками в клетке. Различают А- и В-кристаллины, малые белки теплового шока с молекулярными массами 25/27 кДа, 22 и 20 кДа, а также так называемые белки HspB2/МКВР (myosin distrophy kinase binding protein), белки-активаторы протеинкиназы,(характерной для скелетных мышц с миотонической дистрофией) и HspB3.

Белки теплового шока служат биологическими маркерами неблагоприятного состояния организма. HSP реагируют не только на внешние стрессовые ситуации, они проявляются при многих болезнях, что позволяет использовать их в ходе диагностики многих заболеваний. Порой повышение концентрации белков теплового шока является чуть ли не единственным диагностическим признаком. Цель данной работы рассмотреть роль белков теплового шока в диагностике заболеваний.

БТШ при диагностике урогенитального хламидиоза

Как уже говорилось, использование БТШ может быть единственным способом поставить верный диагноз. Так например, в ряде сложных диагностических случаев у пациенток с идиопатическим (без видимых причин) бесплодием, периодическими болями в области придатков матки только выявление антител к белку теплового шока хламидий (ИФА) позволяет выявить персистенцию (скрытое существование в неактивной фазе) хламидий в организме.

Дело в том, что в составе хламидий имеется белок теплового шока (БТШ), который по-своему антигенному составу гомологичен БТШ человека. Персистирующие формы хламидий, которые образуются при хроническом течении инфекции, способствуют образованию высокоиммуногенного БТШ с молекулярной массой 60 кДа. Образующиеся в организме хозяина противохламидийные антитела одновременно являются аутоантителами к собственному БТШ-60, который является одним из первых белков, синтезируемых в организме женщины эпителиальными клетками decidua bazalis после оплодотворения.

Широкая роль БТШ 60 в диагностике заболеваний

БТШ 60 используется для диагностики не только в урологии. Уровни циркулирующего Hsp60 также связаны с ранней сердечно-сосудистой патологией и с физиологическим дистрессом у женщин. Кроме того, существует значительная положительная ассоциация между уровнями сывороточных Hsp60 и ФНО?. Hsp60 являются антигенными мишенями для T-клеток в атеросклеротических бляшках, в связи с чем существует прямая корреляция между уровнем растворимого белка (sHsp60) и развитием атеросклероза. Была отмечена высокая встречаемость sHsp60 и Hsp70 у женщин с рецидивирующим вульвовагинитом (рВВ) и текущим бактериальным вагинозом или вагинальным кандидозом. Это подтверждает, что разница в индукции белков теплового шока может относиться к восприимчивости к рВВ инфекциям. Кроме того, была выявлена экспрессия Hsp60 в перитонеальной жидкости женщин с эндометриозом, что указывает на то, что Hsp60 может высвобождаться вследствие имплантации эктопического эндометрия.

БТШ в заболеваниях пищеварительного тракта

Очень часто БТШ применяются в совокупности с другими диагностическими факторами, например с NO. Так в гастроэнтерологии в зависимости от нозологии увеличение давности патологического процесса различным образом влияет на реакцию стресс-индуцибельных систем: продукция белков теплового шока снижается при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. По мере наступления ремиссии хронической патологии верхних отделов желудочно-кишечного тракта происходит нормализация изучаемых показателей - модуляция содержания метаболитов оксида азота, а также прекращение либо снижение синтеза белков теплового шока. Низкие показатели метаболитов оксида азота и положительные результаты определения белков теплового шока являются дополнительным лабораторным признаком язвенной болезни желудка и множественных дефектов слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки.

БТШ в диагностике СПИДа

Несомненно, СПИД - является "чумой 21 века" и проблемы прогнозирования клинического течения ВИЧ-инфекции требуют дальнейшего исследования, но, однако довольно хорошо изучены ключевые лабораторные диагностические показатели, которые говорят об инфицированности. Прогноз перехода от бессимптомной фазы к персистирующей генерализованной лимфаденопатии (ПГЛ), а также от ПГЛ к стадии вторичных заболеваний имеют наибольшую клиническую роль. Отсутствие надежных клинических и лабораторных показателей перехода инфекционного процесса из латентной стадии в манифестную, отсутствие методов ранней диагностики, полная неуправляемость патологических процессов у заболевшего-это только некоторые главные не разрешенные проблемы СПИДа. Группа недавно открытых внутриклеточных белков, называемых "белки теплового шока" (БТШ) или "стрессовые белки" имеют непоследнее значение в поиске новых тестов, дающих представление о состоянии иммунокомпетентных клеток крови при ВИЧ-инфекции. Имеются данные, по которым эти белки высоко консервативны в процессе филогенеза, играют важную роль во многих внутриклеточных иммунобиохимических процессах, как в экстремальных, так и в нормальных условиях.

Впервые определено, что нарастание накопления конститутивной изоформы белков семейства БТШ-70 в мононуклеарах периферической крови ВИЧ-инфицированных пропорционально степени выраженности клинических проявлений болезни. Также в исследованиях была представлена связь изменения показателей белков семейства БТШ-70 с уровнем нестабильности генома, активностью процессов свободнорадикального окисления и системы ксантиноксидазы в мононуклеарах периферической крови у больных ВИЧ-инфекцией. Установлено, что изменение состояния белков семейства БТШ-70 в мононуклеарах периферической крови отображает возможность перехода ВИЧ-инфекции из бессимптомной фазы в фазу персистирующей генерализованной лимфаденопатии и от персистирующей генерализованной лимфаденопатии к стадии вторичных заболеваний. белок тепловой шок диагностика

Для прогнозирования перехода клинического течения ВИЧ-инфекции из бессимптомной фазы в фазу ПГЛ и от ПГЛ к стадии вторичных заболеваний может быть применен комплекс показателей, отражающих состояние системы белков теплового шока, системы ксантиноксидазы, процессов свободнорадикального и нестабильности генома мононуклеаров периферической крови. Переход клинического течения заболевания от бессимптомной фазы к персистирующей генерализованной лимфаденопатии (ПГЛ) и от ПГЛ к стадии вторичных заболеваний характеризуется повышением содержания конститутивной изоформы семейства БТШ-70 в мононуклеарах периферической крови.

Показатели белков семейства БТШ-70 мононуклеаров периферической крови в совокупности с традиционными иммунологическими показателями, возможно, использовать для прогнозирования перехода клинического течения ВИЧ-инфекции из бессимптомной фазы в фазу персистирующей генерализованной лимфаденопатии (ПГЛ) и от ПГЛ к стадии вторичных заболеваний. Изменения содержания белков семейства БТШ-70 в процессе ВИЧ-инфекции происходят на фоне увеличения показателей нестабильности генома, интенсификации процессов свободнорадикального окисления и повышения активности ксантиноксидазы в мононуклеарах периферической крови.

Таким образом БТШ имеют огромный потенциал. Эта отрасль биохимии сейчас активно развивается и возможно, что скоро с помощью БТШ можно будет моментально поставить сложнейшие диагнозы. Эта тема очень современна и актуальна.

Список литературы

1. Биохимия: Учебник / Под ред. Е.С. Северина. - 5-е изд., испр. И доп. - М.: Гэотар-Медиа, 2008. - 768 с.: ил.

2. Соколова Ю.Б. Автореферат: "Клиническое значение оксида азота и белков теплового шока при заболеваниях верхних отделов пищеварительного тракта у детей". - М., 2012.

3. Прогностическое значение белков теплового шока при ВИЧ-инфекции // Инфектология. Достижения и перспективы. - СПб: ВМедА, 1996. - С. 99 (соавт. Е.И. Змушко и др.).

4. Интернет-ресурс: База знаний по биологии человека (http://humbio.ru/).

5. Интернет-ресурс: Биология и медицина (http://medbiol.ru/).

6. Интернет-ресурс: Ассоциации специалистов лабораторной диагностики Иркутской области (http://asld.baikal.ru/).

Размещено на Allbest.ru