Белок S100B
[читать] (или скачать)
статью в формате PDF
В настоящее время для определения повреждения центральной нервной системы (ЦНС) используют специфические биохимические маркеры (глиальные и нейрональные специфические белки). К нейрональным маркерам относятся нейронспецифическая енолаза (НСЕ); N-ацетиласпартата (НАА), лактат-липидный комплекс. Глиальными маркерами являются белок S100, основной белок миелина (МВР), глиальный кислый фибриллярный белок (ГФКБ). Данное сообщение посвящено глиальным белкам семейства S100.
Глиальные белки семейства S100, которые продуцируются главным образом астроцитами (а также в шванновских клетках центральной нервной системы) были открыты B. Moor в 1965 году. S100 белки составляют самую большую подгруппу так называемых «EF-hand» кальций-связывающих белков (по структуре кальций-связывающего участка: спираль E - петля - спираль F), к которым, для примера, относятся также кальмодулин и тропонин С. Название «S100» связано со способностью белков этого семейства растворяться в 100% растворе сульфата аммония при рН 7,2. Концентрация протеина S100 в мозге в 100 000 раз превышает содержание в других тканях. При этом основная часть белков S100 (до 85 - 90% от общего содержания в нервной ткани) сосредоточена в астроцитах; 10 - 15% расположены в нейронах, минимальное их количество определяется в олигодендроцитах. Белки S100 синтезируются глиальными клетками, а затем транспортируются в нейроны.
Семейство белков S100 состоит из 17 тканеспецифичных мономеров, два из которых: α (или S100A1) и β (или S100B) образуют гомо и гетеродимеры (чаще всего в пределах клетки белки S100 существуют как димеры), присутствующие в высокой концентрации в клетках нервной системы. Гомодимер S100(ββ) присутствует в высоких концентрациях в глиальных и шванновских клетках, гетеродимер S100(αβ) находится в глиальных клетках, гомодимер S100(αα) - в поперечно полосатых мышцах, печени и почках (таким образом, белок S100B - специфичен для нервной ткани). Белок метаболизируется почками, время полураспада составляет 2 часа.
В настоящее время к семейству S100 отнесено, по крайней мере, 25 белков, которые в основном являются внутриклеточными кальций-сенсорными и кальций-связывающими белками с молекулярным весом 10 - 12 килодальтон. Для некоторых членов семейства S100 по казана возможность связывания с ионами цинка и меди. Захват ионов меняет пространственную организацию S100 белка и обеспечивает возможность связи с различными белками - мишенями их биологического действия (документировано более 90 потенциальных белков-мишеней).
Благодаря способности к регуляции активности ряда белков, S100A1 и S100B вовлечены в трансдукцию сигналов, контролирующих активность ферментов энергетического обмена в клетках мозга, кальциевый гомеостаз, клеточный цикл, функции цитоскелета, транскрипцию, пролиферацию и дифференцировку клеток, их подвижность, секреторные процессы, структурную организацию биомембран. Таким образом, различные изоформы и конформеры белков S100 представляют наиболее универсальные из известных макромолекул, которые участвуют в регуляции практически всех основных мембранных, цитоплазматических и ядерных метаболических процессов, связанных с обеспечением механизмов восприятия и интеграции поступающей в нервную систему информации, принимают участие в ответе генов раннего реагирования, в реализации генетических программ апоптоза и антиапоптозной защиты.
Для некоторых членов семейства белков S100 характерна способность секретироваться внеклеточно и проявлять свойства цитокинов. Предполагают, что биологическая роль S100B, секретируемого астроцитами, различна: в физиологических (наномолярных) концентрациях преобладает нейротрофический эффект в период развития или нервной регенерации, а в высоких (микромолярных) концентрациях - возможно проявление нейротоксических эффектов, вплоть до участия в патофизиологии нейродегенеративных заболеваний. Последнее может быть связано с тем, что S100B закодирован на длинном плече 21-й хромосомы (21q22.3), которая, как известно, вовлечена в транслокацию, вызывающую синдром Дауна.
Как было указано выше, белок S100B считается специфичным для нервной ткани. Впервые роль белка S100B как маркера повреждения ткани головного мозга была доказана при исследовании ликвора. Позднее в нескольких исследованиях, сначала у взрослых, а позже и у детей, обнаружены высокие концентрации белка при травмах головного мозга, опухолях мозга, нейродегенеративных заболеваниях, цереброваскулярных болезнях (в т.ч. при инсультах и субарахноидальном кровотечении), менингитах, энцефалитах, при перинатальной асфиксии (уровень белка S100B при рождении и в первые 2 - 3 суток жизни является одним из критериев прогноза адаптации у недоношенных и оценки тяжести поражения ЦНС) и др. Кроме того, повышенный уровень S100B в сыворотке был обнаружен при остановке сердца, после сердечной реанимации, в кардиохирургии при сердечно-легочном шунтировании. Обратите внимание: Значения концентрации белка S100B в крови ниже 0,105 мкг/л минимизируют вероятность внутричерепных повреждений и коррелируют с отрицательными результатами компьютерной томографии.
Таким образом белок S100B является неспецифическим маркером, однонаправлено реагирующим в виде повышения его уровня в ответ на механические, гипоксические, ишемические, биохимические и др. нейротоксические факторы. Поэтому измерение S100 при неврологических нарушениях сравнивают с измерением С-реактивного белка (СРБ) при системном воспалении (обратите внимание: повышенная секреция S100Β характерна и для злокачественной меланомы). Тем не менее белок S100B удовлетворяет основным критериям маркера повреждения головного мозга, что подтверждается следующими фактами: [1] благодаря современным технологиям, белок S100B легко измерить количественно, используя минимальный объем исследуемого образца (что особенно важно в перинатальной медицине); [2] белок S100B обнаруживается во многих биологических жидкостях, с хорошей воспроизводимостью результатов; [3] по данным многочисленных исследований, белок S100В известен в качестве раннего лабораторного признака мозговых повреждений различного генеза.
Подробнее о клиническом значении белка S100B читайте в следующих статьях:
статья «Астроцитарные белки головного мозга: структура, функции, клиническое значение» А.В. Краснов; Медицинский центр Банка России, Москва; Неврологический журнал, № 1, 2012 [читать];
статья «Диагностическая значимость белка S100B при критических состояниях» Н.В. Белобородова, И.Б. Дмитриева, Е.А. Черневская; НИИ общей реаниматологии им. В.А. Неговского РАМН, Москва; журнал «Общая реаниматология», 2011, VII; 6 [читать];
статья «Маркеры нарушений нервной системы» www.biochemmack.ru [читать];
статья «Диагностическая значимость определения белка S100β у пострадавших с черепно-мозговой травмой легкой степени тяжести» А.Э. Талыпов, Ю.В. Пурас, М.А. Годков, Ф.А. Шарифуллин, Н.С. Куксова, Е.А. Сосновский, В.В. Крылов; НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского, Москва (Журнал неврологии и психиатрии, №12, 2010) [читать];
статья «Маркеры повреждения головного мозга при тяжелой сочетанной травме» Е.В. Григорьев, Е.А. Каменева, Т.Г. Гришанова, А.В. Будаев, О.А. Дербенева; ГОУ ВПО Кемеровская государственная медицинская академия Росздрава; УРАМН НИИ комплексных проблем сердечнососудистых заболеваний СО РАМН, Кемерово; журнал «Общая реаниматология», 2010, VI; 2 [читать];
статья «Нейроспецифический белок S100B в прогнозе нарушений раннего неонатального периода у новорожденных» Акрамова Х.А.; Ассистент Ташкентского педиатрического медицинского института; Международный Научный Институт «Educatio» III (10), 2015 [читать];
статья «Клиническая значимость протеина S-100 как маркера острого церебрального повреждения» О.А. Дербенева, ГБОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская академия» МЗ РФ, г. Кемерово (Journal of siberian medical sciences, №2, 2013) [читать]
статья «Нейронспецифические белки - маркеры энцефалопатии при тяжелой сочетанной травме» Григорьев Е.В., ГОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская академия Росздрава», УРАМН НИИ комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний СО РАМН, г. Кемерово, Россия, Вавин Г.В., ГОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская академия Росздрава», Гришанова Т.Г., ГОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская академия Росздрава» Будаев А.В., ГОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская академия Росздрава» Дербенева О.А., ГОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская академия Росздрава», МУЗ «Городская клиническая больница №3 им. М.А. Подгорбунского», г. Кемерово; журнал «Медицина неотложных состояний» №2(27), 2010 [читать] или [читать];
статья «Белок S100В: нейробиология, значение при неврологической и психиатрической патологии» Траилин А.В., Левада О.А., Запорожская медицинская академия последипломного образования; www.eurolab.ua [читать];
статья «Релиз-активные антитела к белку S100 способны корректировать течение экспериментального аллергического энцефаломиелита» К.К. Ганина, Ю.Л. Дугина, К.С. Жавберт, И.А. Эртузун, О.И. Эпштейн, И.Н. Абдурасулова; ООО «НПФ «Материа Медика Холдинг»; ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины», Москва (Журнал неврологии и психиатрии, №6, 2015) [читать];
статья «Спектр фармакологических эффектов антител к белку S100 в релизактивной форме и механизмы их реализации» Г.Р. Хакимова, Т.А. Воронина, Ю.Л. Дугина, И.А. Эртузун, О.И. Эпштейн; ООО «НПФ «Материа Медика Холдинг»; ФГБНУ «Научно-исследовательский институт фармакологии им. В.В. Закусова», Москва; ФГБНУ «Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии», Москва (Журнал неврологии и психиатрии, №4, 2016) [читать].