Proteinat S100 janë një familje proteinash me peshë molekulare të ulët, specifike për lidhjen e kalciumit për indet, me një efekt modulues që përfshihen në shumë procese fiziologjike në trup. Emri karakterizon aftësinë e përbërjeve të këtij grupi për t'u tretur plotësisht në një tretësirë 100% të sulfatit të amonit në vlerat neutrale të pH.
Aktualisht njihen 25 përfaqësues të kësaj familjeje, të cilët janë karakteristikë për inde të ndryshme. Kjo veçori sugjeron që proteinat s100 specifike të trurit janë proteina të pranishme në qelizat e trurit dhe të përfshira në proceset neurofiziologjike.
Historia e zbulimit
Proteina e parë s100 u izolua në vitin 1965 nga truri i gjedhit nga shkencëtarët Moore dhe Gregor. Më pas, proteinat e kësaj familjeje u gjetën te gjitarët, zogjtë, zvarranikët dhe njerëzit. Fillimisht mendohej se s100 është i pranishëm vetëm në indin nervor, por me zhvillimin e metodave imunologjike, proteinat e këtij grupi filluan të gjenden edhe në organe të tjera.
Karakteristikat e përgjithshme dhe topografia
Proteinat e familjes s100 janë të pranishme vetëm te vertebrorët dhe njerëzit. Nga 25 proteinat në këtë grup, 15 janë specifike për trurin, shumica e të cilave prodhohen nga qelizat astrogliale në SNQ, por disa janë gjithashtu të pranishme në neurone.
Është vërtetuar se 90% e të gjithë fraksionit s100 në trup është i tretur në citoplazmën e qelizave, 0,5% është i lokalizuar në bërthamë dhe 5-7% është i lidhur me membranat. Një pjesë e vogël e proteinës gjendet në hapësirën jashtëqelizore, duke përfshirë gjakun dhe lëngun cerebrospinal.
Proteina e grupit s100 është e pranishme në shumë organe (lëkurë, mëlçi, zemër, shpretkë, etj.), por në tru është njëqind mijë herë më shumë. Përqendrimi më i lartë vërehet në tru i vogël. Proteina s100 prodhohet gjithashtu në mënyrë aktive në melanocitet (qelizat e tumorit të lëkurës). Kjo ka çuar në përdorimin e këtij përbërësi si një shënues indor me origjinë ektodermale.
Kimikisht, proteinat s100 janë dimerë me një peshë molekulare 10-12 d alton. Këto proteina janë acidike sepse përmbajnë një sasi të madhe (deri në 30%) të mbetjeve të aminoacideve glutamike dhe aspartike. Përbërja e molekulave s100 nuk përfshin fosfate, karbohidrate dhe lipide. Këto proteina mund të përballojnë temperaturat deri në 60 gradë.
Struktura dhe konformacioni hapësinor
Struktura e të gjithë anëtarëve të familjes s100 janë proteina globulare. Përbërja e një molekule dimerike përfshin 2 polipeptide (alfa dhe beta), të lidhur me njëri-tjetrin me lidhje jokovalente.
Shumica e anëtarëve të familjes janë homodimerë të formuar nga dy nënnjësi identike, por ka edhe heterodimerë. Çdo polipeptid brenda molekulës s100 ka një motiv të lidhjes së kalciumit të quajtur dora EF. Është ndërtuar sipas tipit spiral-loop-spiral.
Proteina s100 përmban 4 segmente α-spiral, një rajon qendror menteshë me gjatësi të ndryshueshme dhe dy domene të ndryshueshme terminale (N dhe C).
Veçoritë e veprimit
Vetë proteinatS100 nuk kanë aktivitet enzimatik. Funksionimi i tyre bazohet në lidhjen e joneve të kalciumit, të cilët janë të përfshirë në shumë procese ndërqelizore dhe ndërqelizore, duke përfshirë sinjalizimin. Shtimi i Ca2+ në molekulën s100 çon në rirregullimin e saj hapësinor dhe hapjen e qendrës së lidhjes së proteinave të synuar, përmes së cilës ndërveprim me kryhen proteina të tjera.
Kështu, s100 nuk i përkasin proteinave, detyra kryesore e të cilave është të rregullojnë përqendrimin e Ca2+. Proteinat e këtij grupi janë modulatorë biologjikisht aktivë të varur nga kalciumi që konvertojnë sinjalin që ndikojnë në proceset ndërqelizore dhe jashtëqelizore përmes lidhjes me proteinat e synuara. Neurotransmetuesit mund të veprojnë edhe si këta të fundit, gjë që është arsyeja e ndikimit të s100 në transmetimin e impulseve nervore.
Aktualisht, është zbuluar se jonet e zinkut dhe/ose të bakrit veprojnë si rregullues për disa s100 në vend të Ca2+. Shtimi i kësaj të fundit mund të ndikojë drejtpërdrejt në aktivitetin e proteinës dhe të ndryshojë afinitetin e saj për kalciumin.
Funksionet
Një pamje e plotë e rolit biologjik të proteinave s100 specifike për trurin në trup nuk ekziston ende. Megjithatë, pjesëmarrja e proteinave të këtij grupi në proceset e mëposhtme u zbulua:
- rregullimi i reaksioneve metabolike të indit nervor;
- përsëritje e ADN-së;
- shprehje e informacionit gjenetik;
- proliferimi i qelizave gliale;
- mbrojtje kundër dëmtimit të qelizave oksidative (të lidhura me oksigjenin);
- diferencimi i neuroneve të papjekur;
- vdekja e neuroneve nëpërmjet apoptozës;
- dinamika e citoskeletit;
- fosforilimi dhe sekretimi;
- transmetimi i një impulsi nervor;
- rregullimi i ciklit qelizor.
Në varësi të specieve dhe lokalizimit, proteinat s100 specifike për trurin mund të kenë efekte brendaqelizore dhe jashtëqelizore. Efekti i disa proteinave varet nga përqendrimi. Kështu, proteina e mirënjohur s100B në përmbajtje normale shfaq aktivitet neurotrofik, dhe në nivele të ngritura - neurotoksike.
Proteinat s100 specifike për trurin jashtëqelizor mund të përfshihen në përgjigjet inflamatore, të rregullojnë diferencimin glial dhe neuronal dhe të shkaktojnë apoptozën (vdekjen e programuar të qelizave). Rëndësia e s100 u vërtetua në një eksperiment in vitro në të cilin neuronet nuk mbijetuan pa praninë ekjo proteinë.
Vlera diagnostike s100
Vlera diagnostike e s100 bazohet në lidhjen e përqendrimit të tij në serumin e gjakut (ose lëngun cerebrospinal) me patologjitë e SNQ dhe sëmundjet onkologjike. Është vërtetuar se kur qelizat gliale dëmtohen, kjo proteinë hyn në hapësirën jashtëqelizore, nga ku hyn në lëngun cerebrospinal dhe më pas në gjak. Kështu, në bazë të rritjes së përqendrimit të s100 në serum, mund të nxirret një përfundim për një sërë patologjish të trurit. Lidhja midis përmbajtjes së kësaj proteine në gjak dhe sëmundjeve të sistemit nervor qendror është konfirmuar eksperimentalisht.
Për të rritur përqendrimin e s100 në lëngjet jashtëqelizore çon jo vetëm për shkak të shkatërrimit të barrierave qelizore që sintetizojnë qelizat e kësaj proteine. Përgjigja e parë ndaj shumë patologjive të trurit është e ashtuquajtura përgjigja gliale, pjesë e së cilës është rritja e intensitetit të sekretimit të s100 nga astrocitet. Një rritje në përmbajtjen e kësaj proteine në gjak mund të tregojë gjithashtu një shkelje të barrierës gjaku-tru.
Monitorimi i nivelit të s100 ju lejon të vlerësoni shkallën e dëmtimit të trurit, i cili ka një rëndësi të madhe në prognozën mjekësore. Marrëdhënia diagnostike midis sasisë së kësaj proteine dhe neuropatologjisë i ngjan lidhjes së përqendrimit të proteinës c-reaktive me inflamacionin sistemik.
Përdor si shënues tumori
Proteina s100 filloi të përdoret si një shënues tumori në fillim të viteve 1980. Aktualisht, kjo metodë është efektive për zbulimin e hershëm të kancerit, rikthimit ose metastazave. Më shpesh përdoret s100 nëdiagnostikimi i melanomës ose neuroblastomës.
Është e nevojshme të bëhet dallimi kur kjo proteinë analizohet për të zbuluar patologjitë e SNQ ose sëmundje të tjera, dhe kur përdoret për të zbuluar kancerin. Nëse orientimi shkon në mënyrë specifike te oncommarker, deshifrimi i proteinës s100 duhet të marrë parasysh edhe arsye të tjera të mundshme për rritjen e përqendrimit të substancës së testimit në gjak. Kur interpretoni rezultatet, sigurohuni t'i kushtoni vëmendje metodës së analizës, pasi kufijtë e intervalit të referencës (treguesit normalë) varen prej tij.
Dizavantazhi kryesor i markerit s100 është selektiviteti i tij i ulët, pasi një rritje e përqendrimit të kësaj proteine në gjak dhe CSF mund të shoqërohet me shumë patologji, jo domosdoshmërisht të natyrës kanceroze. Prandaj, proteinës s100 nuk mund t'i jepet një vlerë diagnostike vendimtare. Megjithatë, kjo proteinë e ka provuar veten si një shënues shoqërues i kancerit.
Niveli i pranisë në serumin e gjakut
Normalisht, proteina s100 duhet të jetë e pranishme në serum në një sasi prej më pak se 0,105 µg/l. Kjo vlerë korrespondon me kufirin e sipërm të përqendrimit në një person të shëndetshëm. Tejkalimi i nivelit të lejuar (DL) s100 mund të tregojë:
- CP;
- lëndim truri;
- zhvillimi i melanomës malinje (ose përsëritja e saj);
- shtatzani;
- neuroblastoma;
- dermatomioziti;
- që mbulon zona të mëdha të djegieve.
Nivelet e proteinave mund të rriten gjithashtu me stres ose ekspozim të zgjaturtrupi në zonën ultravjollcë. Përqendrimi në gjak përcaktohet me analizën e duhur.
Zbulimi në trup
Ka disa mënyra për të zbuluar praninë e s100 në serum, duke përfshirë:
- analizim imunoradiometrik (IRMA);
- spektroskopia masive;
- njollë perëndimore;
- ELISA (anzatim imunologjik i enzimës);
- elektrokemilumineshencë;
- PCR sasiore.
Të gjitha këto metoda analitike janë shumë të ndjeshme dhe lejojnë përcaktimin shumë të saktë të përmbajtjes sasiore të s100. Meqenëse kjo proteinë ka një gjysmë jetë të shkurtër (30 minuta), përqendrimet e larta në serum janë të mundshme vetëm me furnizim të vazhdueshëm nga indet e sëmura.
Në diagnozën klinike, përdoret më shpesh një analizë imunologjike e automatizuar elektrokimilumineshente për proteinën s100. Studimi kombinon përdorimin e antitrupave ndaj një proteine të detektueshme me shënjimin e dritës. Pajisja përcakton përqendrimin s100 me intensitetin e rrezatimit kimik.
Antrupat ndaj proteinës s100
Në mjekësi, antitrupat ndaj proteinës s100 kanë 2 fusha zbatimi praktik:
- diagnostik - përdoret në metodat imunologjike për të zbuluar përqendrimin e kësaj proteine në serum ose CSF (në këtë rast, s100 është një antigjen);
- terapeutik - futja e antitrupave në trup përdoret në trajtimin e disa sëmundjeve.
Antrupat ushtrojnë efektin e tyre nëpërmjet modulimitEfektet në proteinat s100. Një ilaç i njohur mbi këtë bazë është Tenoten. Antitrupat ndaj s100 kanë një efekt të dobishëm në sistemin nervor, përmirësojnë transmetimin e impulseve. Përveç kësaj, ilaçe të tilla janë në gjendje të ndalojnë manifestimet simptomatike të çrregullimeve të funksionit autonom në sistemin tretës.
