Белок S100 — маркер, ассоциированный с мозговыми повреждениями

 

Белок S100 — маркер, ассоциированный с мозговыми повреждениями

Впервые белки S100 были выделены В. Moore в 1965 г. из мозга быка как нефракционированная смесь и получили свое название, из-за способности растворяться в 100% растворе сульфата аммония. Концентрация их в мозге в 100.000 раз превышает содержание в других тканях и составляет до 90% растворимой фракции белков нервных клеток.

 

Биохимия

Белок S100 является малым димерным (т.е. состоящим из двух субъединиц) протеином  с молекулярной массой около 10,5 кДа и принадлежит к полиморфной семье кальций-связывающих протеинов.

В настоящее время идентифицированы, по меньшей мере, 25 различных представителей этого семейства: S100A1 — S100A18, trichohylin, fillagrin, repetin, S100B, S100G, S100P, S100Z. Большинство белков S100 (до 85-90% от общего содержания в нервной ткани) сосредоточены в астроцитах; 10-15% расположены в нейронах, минимальное их количество определяется в олигодендроцитах.

Белки S100 синтезируются глиальными клетками, а затем транспортируются в нейроны. В клетке они локализуются преимущественно в цитоплазме, а также в синаптической мембране и хроматине. S100 A1 и S100 B также экспрессируются в клетках меланомы и некоторых других тканях (поперечнополосатые мышцы, печень, почки).

 

Функция

Различные формы  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.

Представители S100 белков демонстрируют выраженную тканеспецифичную и клеточноспецифичную экспрессию. Они вовлечены в различные процессы – сокращение, подвижность, клеточный рост и дифференциация, прогрессия клеточного цикла, транскрипция, клеточная организация мембран и динамика цитоскелета, защита от оксидативного повреждения клетки, фосфорилирование, секреция.

Показано, что S100Β проявляет нейротрофическую активность при физиологической концентрации и нейротоксическую при высокой концентрации.

Экспериментально доказано участие белков группы S100 в регуляции процессов направленного роста отростков нейронов, в завершении нейроонтогенеза как в морфологическом, так и функциональном отношении, в становлении основных форм врожденного поведения, в механизмах памяти и обучения. Многочисленные исследования доказали связь белка S100 с развитием тревожных расстройств.

 

Клиническое значение

Клинический интерес к белку S100 связан с применением его как маркёра повреждения мозга при:

1. травматических поражениях мозга
2. болезни Альцгеймера (S100Β, высвобождающийся из некротических тканей может усиливать нейродегенерацию путём S100Β-индуцированного апоптоза)
3. субарахноидальных кровотечениях
4. инсультах и иных неврологических расстройствах
   
5. в мониторинге злокачественной меланомы, других неопластических заболеваний
6. воспалительных болезнях

 

Белок S100 — маркер повреждения мозга

Определение уровня белка S100 может использоваться в качестве дополнительного средства к клиническим данным и результатам инструментальных исследований при ведении пациентов с возможными повреждениями головного мозга (инсульты, травмы, опухоли и др.). Концентрация S100 напрямую зависит от степени повреждения мозга и даёт значимую информацию о ведении и лечении пациентов с мозговыми нарушениями.
 
При травме белок S100 из повреждённых клеток мозга выделяется в системную циркуляцию и может быть определён в крови уже через несколько минут после травмы.

Уровень S100 в таких ситуациях может быть использован для исключения легких травматических повреждений мозга с высокой чувствительностью (98.8%) и специфичностью (99.7%).

Значения белка S100 ниже 0.105 мкг/л минимизируют вероятность внутричерепных повреждений и коррелируют с отрицательными результатами компьютерной томографии головного мозга. Повышение S100 после спонтанных субарахноидальных кровотечений коррелирует с тяжестью патологии (уровень выше 0,3 мкг/л ассоциирован с неблагоприятным течением).

Концентрация белка S100 в крови повышается после развития геморрагического или ишемического инсульта в прямой зависимости от величины очага поражения мозга. Уровень нарастания белка S100 коррелирует с тяжестью клинических симптомов при инсульте. Также наблюдение за динамикой концентрации белка S100 после инсульта даёт возможность мониторинга повторных приступов.

Таким образом, измерение белка S100 у больных с инсультом даёт точную и объективную оценку тяжести приступа и прогноза заболевания.
 
Белок S100 также секретируется при опухолях мозговой ткани: глиомах и нейробластомах. При диагностике опухолей мозга определение белка S100 необходимо дополнять определением маркёра NSE (нейрон-специфической энолазы).
 
Также белок S100 может быть использован при наблюдении пациентов с различными нарушениями кровообращения — оценка степени поражения мозговой ткани при кратковременных остановках сердца (уровень S100 в таких ситуациях должен вернуться в норму в течение 24 часов), у пациентов с нарушениями мозгового кровообращения и в случаях экстракорпорального кровообращения.

 
Белок S100 — маркер, ассоциированный со злокачественной меланомой

Злокачественная меланома представляет собой одно из наиболее агрессивных видов рака кожи. Опухоль развивается из меланоцитов — клеток, продуцирующих меланин (пигмент). Эти клетке продуцируют белок S100, который и используется в качестве маркера при опухолевой трансформации меланоцитов.

Для благоприятного прогноза этого заболевания критическим является раннее диагностирование первичной опухоли. Чрезвычайно важно также и раннее выявление метастазов и рецидивов заболевания.

Белок S100 является единственным чувствительным серологическим маркёром меланомы. При адекватной терапии и успешном хирургическом вмешательстве содержание данного белка снижается. У пациентов, страдающих злокачественной меланомой, особенно в стадии II, III и IV, повышение содержания S100 в крови может характеризовать прогрессирование заболевания. Это является важным фактом в мониторировании таких пациентов и прогнозировании течения заболевания.

 

Интерпретация результатов

Измерение концентрации S100 может значительно варьировать в зависимости от процедуры тестирования, результаты, полученные разными методами нельзя прямо сравнивать друг с другом, это может послужить причиной неверной интерпретации.

При необходимости смены процедуры тестирования S100 в ходе серийного мониторинга сопоставимость результатов должна быть подтверждена параллельным измерением двумя методами.
Единицы измерения для Elecsys S100 (Roche): мкг/л.

Референсные значения: < 0,105 мкг/л (95% здоровых людей без явных проявлений какой-либо патологии).

Повышение значений концентрации белка S100 способствуют следующие состояния человека:

1. Онкология — злокачественная меланома (коррелирует со стадией заболевания)
   
2. Неврологические расстройства:
   • метаболические повреждения мозга
   • травматические повреждения мозга
   • спонтанные субарахноидальные кровотечения
   • болезнь Альцгеймера
   • инсульт
   • множественный склероз (колебания уровня)
   • системная красная волчанка (с нейропсихиатрическим вовлечением — органический мозговой синдром, судороги, сосудистые инциденты, психоз)
   • печёночная энцефалопатия
   • биполярные расстройства в период обострений, но не в период ремиссий
   • неврологические нарушения после остановки сердца и последующей реанимации
3. Физиологические условия — интенсивные физические тренировки

 

Позвоните сейчас и запишитесь на лабораторную диагностику по телефону: (499) 760–04–65