Reakcja organizmu na pojawiający się czynnik uszkadzający struktury tkankowe lub narządowe przejawia się jako odczyn zapalny. Jest on wyrazem swoistej ukierunkowanej oraz wzmożonej odpowiedzi biochemicznej, hematologicznej i immunologicznej na poziomie lokalnym lub ogólnoustrojowym. Umiarkowany odczyn zapalny jest niezwykle korzystny dla ustroju, prowadzi bowiem do usuwania produktów martwiczych, do hamowania krwawienia powstałego podczas urazu czy też wydalania wraz z wysiękiem endo- i egzotoksyn. Pojęcie ostrej fazy wprowadzili Abernethy i Avery w 1941 r. (1) opisując właściwości osocza gorączkującego chorego, w którym stwierdzono występowanie białka C-reaktywnego. Miller i wsp. (2) w 1951 r. wykazali, że głównym miejscem syntezy białek ostrej fazy (BOF) jest wątroba. Ich synteza zachodzi jako odpowiedź na zaburzenia homeostazy wywołanej przez ostre stany zapalne, zakażenia bakteryjne, nowotwory czy też choroby autoimmunizacyjne. BOF ograniczają rozprzestrzenianie się procesu zapalnego i usuwają jego skutki. Ich priorytetowym działaniem jest przywracanie homeostazy organizmu poprzez aktywację układu dopełniacza, reakcję nieswoistą związaną z opsonizacją i aglutynacją, ograniczaniem uszkodzeń tkanek powodowanych przez bakterie oraz enzymy lizosomalne z komórek fagocytujących oraz wzmożoną aktywność chemotaktyczną (ryc. 1). Wpływają one nie tylko na działanie układu immunologicznego, ale także na wydzielanie niektórych hormonów np. glikosterydy, ACTH (3).

Główne cytokiny odpowiedzialne za indukcję syntezy BOF to interleukina-6 (IL-6), interleukina-1 (IL-1) TNF-α i TNF-β. IL6 wpływa na fosforylację czynnika transkrypcyjnego NF-IL6, który w wyniku modyfikacji transportowany jest do jądra komórkowego, gdzie następnie aktywuje transkrypcję genów dla BOF. IL-1 oraz TNF fosforylują inhibitor czynnika transkrypcyjnego NF_kB, powodując uwalnianie NFκB i aktywację genów w jądrze komorowym. Leukocyty, monocyty i makrofagi wytwarzają mediatory ostrej fazy, które stymulują hepatocyty do syntezy BOF (4). Najsilniejszym aktywatorem BOF jest IL-6, natomiast IL-1 i TNF stymulują fibroblasty, komórki endotelium, keratynocyty do syntezy IL-6 i dodatkowo wzmacniają jej biologiczną aktywność.

Białka ostrej fazy to heterogenna grupa białek, różniąca się właściwościami fizykochemicznymi, stężeniem w osoczu, funkcjami biologicznymi i dynamiką zmiany stężeń w przebiegu zapalenia. Dlatego też spotykamy różne podziały BOF (5-8).

Jedna z klasyfikacji BOF wyróżnia:

– białka pozytywne, których stężenie wzrasta co najmniej o 25%. Do tej grupy należy większość BOF;

– białka negatywne, których stężenie maleje o około 30%. Są to m.in. transferyna, prealbumina, albumina i inter-α-antytrypsyna, α₁-lipoproteina;

– białka ostrej fazy obojętne, do których zaliczana jest α₂-makroglobulina, protrombina, surowiczy amyloid P. Ich stężenie zmienia się jedynie nieznacznie.

W innej klasyfikacji pod uwagę bierze się stopień wzrostu stężenia:

– grupa białek, których stężenie mo-że wzrosnąć 100-1000-krotnie to białko C-reaktywne, surowiczy składnik amyloidu A;

– białka, których stężenie wzrasta o około 50%: ceruloplazmina, składowe dopełniacza C3 i C4, α₁-inhibitor proteinaz, α₂-antyplazmina, C1-inaktywator;

– białka, których stężenie wzrasta 2-3 krotnie: α₁-antychymotrypsyna, α₁-kwaśna glikoproteina, haptoglobina, α₁-antytrypsyna, ferrytyna, fibrynogen.

Ze względu na kinetykę zmian wyróżnić możemy 2 grupy:

– białka I rzutu, których stężenie wzrasta najwcześniej, po 6-8 h od momentu zadziałania bodźca inicjującego reakcję ostrej fazy. Najwyższe wartości osiąga po 24-48 h i w ciągu kilkunastu godzin ulega normalizacji. Są to białko CRP, α₁-antychymotrypsyna oraz surowiczy składnik amyloidu A;

– białka II rzutu, wzrost ich stężenia następuje po 24-48 h, szczyt przypada na 72 h, eliminowane są po kilku lub kilkunastu dniach i dopiero po tym czasie ich stężenia normalizują się. Do tej grupy zalicza się pozostałe białka (nie wymienione w grupie I).

Stężenie białek ujemnych obniża się w reakcji zapalnej z powodu zwiększonego katabolizmu i mniejszej syntezy w wątrobie. W bardzo wczesnym stadium reakcji zapalnej na skutek zwiększonej przepuszczalności naczyń oraz zwiększonego katabolizmu, przejściowo dochodzi do obniżenia niektórych dodatnich BOF np. składowych dotleniacza, inhibitorów proteaz czy haptoglobiny (7, 9, 10).

W warunkach in vivo aktywacja BOF uwarunkowana jest wzajemnymi oddziaływaniami sieci cytokin. Złożoność tej odpowiedzi warunkuje odmienne wzorce w indukcji ostrej fazy. Osobnym zagadnieniem jest glikozylacja BOF oraz zmiany jej profilu. Wiadomo, że nawet niewielka modyfikacja białka, jakim jest dołączenie łańcucha cukrowego zmienia w istotny sposób jego punkt elektryczny, rozpuszczalność, aktywność biologiczną czy też antygenowość. Większość białek ostrej fazy z wyjątkiem CRP, albuminy i surowiczego składnika amyloidu A to glikoproteiny syntetyzowane przez wątrobę. Glikozylacja BOF zachodzi w siateczce endoplazmatycznej hepatocytów. Powstają one na skutek kowalencyjnego połączenia jednej lub kilku reszt węglowodanowych, tworzących rozgałęzione łańcuchy do grupy amidowej asparaginy. Boczne łańcuchy węglowodanowe glikoprotein połączone są wiązaniem N-glikozydowym (N-acetyloglukozaminy) z asparaginą łańcucha polipeptydowego. Inne możliwości to O-glikozydowe wiązanie galaktozy z 5-hydroksylizyną lub wiązanie O-glikozydowym GlcNAc z seryną lub treoniną (11). Wszystkie złożone oligosacharydy zawierają identyczny rdzeń utworzony z dwóch reszt N-acetyloglukozoaminy i z trzech reszt mannozy oraz dwa, trzy lub cztery łańcuchy boczne, nazwane „antenami”. Anteny te zbudowane są głównie z N-acetyloglukozoaminy, galaktozy i galaktozoaminy. Różnica w strukturze łańcuchów cukrowych określana jest pojęciem mikroheterogenności, która obejmuje formę główną i formę poboczną. Mikroheterogenność główna dotyczy różnorodności struktur antenarnych, poboczna natomiast różnic ilościowych kwasu sjalowego i fukozy. W przebiegu stanów zapalnych obserwuje się zaburzenie proporcji występujących fizjologicznie wariantów, często pojawiają się inne o zupełnie zmienionej reakcji z daną lektyną.

α1-kwaśna glikoproteina (AGP) jest najbardziej znanym przedstawicielem tej grupy. Badania Bierhuizena i wsp. (12) przeprowadzone z zastosowaniem chromatografii powinowactwa z lektyną – konkanawaliną A (ConA) wykazały obecność trzech frakcji AGP w surowicy. Glikoproteiny AGP-A nie wiązały się do ConA i zawierały mniej więcej równe ilości troj- i czteroantenarnych łańcuchów węglowodanowych. Natomiast frakcje AGP-B i AGP-C zawierały odpowiednio jeden lub dwa łańcuchy dwuantenarne i zbliżone ilości łańcuchów trój- i czteroantenarnych, dołączonych do pozostałych cząsteczek asparaginy łańcucha polipeptydowego. Całkowita masa cząsteczkowa AGP wynosi około 41 000, w tym 45% stanowią węglowodanowe łańcuchy boczne. Przy zastosowaniu immunoelekroforezy powinowactwa z ConA wykrywa się cztery warianty glikozylacji AGP:

1. Wariant 0 – glikoproteiny nie reagujące z ConA, posiadające wyłącznie trój- lub czteroantenarne łańcuchy węglowodanowe, dołączone do łańcucha polipeptydowego.

2. Wariant 1 – to glikoproteiny słabo reagujące z ConA, posiadające 1 łańcuch dwuantenarny.

3. Wariant 2, glikoproteiny reagujące z ConA, posiadające 2 dwuantenarne łańcuchy.

4. Dodatkowo wariant 3 – AGP, który silnie reaguje z ConA, pojawiający się w przebiegu zapaleń ostrych (wykrywany tylko przy zastosowaniu immunoelekroforezy powinowactwa z ConA).

Proporcje składowych mające różne struktury antenowe w stanach patologicznych ulegają charakterystycznym zmianom (13). Przewlekłe stany zapalne (zakażenia bakteryjne, zapalenie wątroby, reumatoidalne zapalenie stawów, zesztywniające zapalenie stawów i inne) prowadzą do zwiększonej syntezy wariantu 1. Ostre zapalenia np. zapalenie trzustki, ostre infekcje bakteryjne, zawał serca czy też uraz prowadzą do zwiększonej syntezy ConA reaktywnych form AGP. W przebiegu tocznia rumieniowatego układowego oznaczanie profilu glikozylacji BOF pomaga różnicować zaostrzenie choroby (wskaźnik AGP-RC jest prawidłowy i wynosi 1,28 ± 0,25) od wystąpienia wtórnych zakażeń bakteryjnych (wskaźnik jest znacznie podwyższony RC < 1,53) (ryc. 2). Profil glikozylacji BOF może być również wykorzystywany do diagnostyki różnicowej chorób reumatycznych; zapalenie wielomięśniowe a polimialgia reumatyczna (PM): obniżone wartości AGP-RC i ACT-RC w PM oraz podwyższone AGP-RC i ACT-RC w przebiegu zapalenia wielomięśniowego oraz do oceny aktywności choroby w sarkoidozie, w aktywnym zapaleniu zauważono wyraźne obniżenie współczynników AGP-RC i ACT-RC przy prawidłowym CRP (14, 15).