Nejra Hadžimusić
Dr. sc. Nejra Hadžimusić, dr. med. vet., viša asistentica, Fakultet Veterinarske medicine Sarajevo, Bosna i Hercegovina
UvodPut znanstvene spoznaje o C-reaktivnom proteinuUloga CRP i biokemijske osobineFiziološke varijacije koncentracije CRP pasaCRP kao marker bolesti ljudi i pasaPrednosti uporabe CRPSažetakLiteraturaAbstract
Uvod
U pala je skupni tkivni odgovor na upalotvornu noksu koji se temelji na predodređenim obrascima ponašanja tkiva i organizma. Organizam se tijekom života susreće s brojnim noksama, koje homeostatskim mehanizmima nastoji ograničiti ili ukloniti. Osnovni homeostatski mehanizam održavanja ustrojbenog i funkcionalnog integriteta tkiva je upala (Kovač, 1998.). Za obranu organizma od raznih etioloških činilaca važna je rana faza opće reakcije (prvih nekoliko sati do nekoliko dana). Ovaj odgovor organizma poznat kao akutno-fazni odgovor (engl. Acute phase response, APR), odnosno, odgovor akutne faze, predstavlja reakciju organizma na lokalne ili sistemske poremećaje homeostaze prouzročene infektivnom noksom, parazitarnom infestacijom, oštećenjem tkiva, traumom ili kirurškim zahvatom, neoplastičnim rastom ili pak imunološkim poremećajem (Cerón i sur., 2005., Serin i Ulutas, 2010.).Rezultat odgovora akutne faze predstavlja kompleksnu sustavnu reakciju koju prati promjena koncentracije brojnih proteina plazme poznatih kao proteini akutne faze (engl. Acute phase proteins, APP) (Chaprazov i Borissova, 2009.). Koncentracija APP u serumu se tijekom odgovora akutne faze izrazito mijenja te se prema kinetičkim osobinama za vrijeme i nakon odgovora akutne faze dijele na pozitivne i negativne proteine akutne faze (Eckersall, 2000., Martínez-Subiela i Cerón, 2005.).
CRP je glavni pozitivni protein akutne faze ne samo kod pasa, nego i kod svinja i ljudi (Cray i sur., 2009.). Gabay i Kushner (2001.) navode da se koncentracija CRP kod ljudi može povećati čak i za 1000 puta. Međutim, zbog veoma kratkog poluživota njegova koncentracija brzo opada (Cray i sur., 2009.). Povećane se koncentracije ovog proteina kod ljudi mogu odrediti unutar pet do šest sati od upalnog stimulusa. Kod pasa se koncentracija ovih proteina može odrediti i ranije (Cerón i sur., 2005.), a prema navodima Chaprazov i Borissova (2009.) to je već unutar četiri sata od stimulusa.
Put znanstvene spoznaje o C-reaktivnom proteinu
Aglutinirajući je čimbenik identificiran kao protein 1941. godine (Abernethy i Avery, 1941.), nedugo potom, 1947. godine, kristaliziran je humani CRP (Kjelgaard-Hansen, 2004.), a samo tri godine kasnije zabilježen je prvi izvještaj o primjenjivosti CRP u praćenju reumatske aktivnosti kod pacijenata s ovom bolešću (Anderson i McCarty, 1950.). Tijekom sljedećeg desetljeća napredovala su istraživanja na području veterinarske medicine pa je tako ispitivan analog humanom CRP u serumu pasa (Gotschlich, 1962.). CRP pasa je konačno i izoliran 1970. godine (Riley i Coleman, 1970.), a određivanje koncentracije ovog proteina u serumu pasa omogućeno je dvije godine kasnije, uporabom specifičnog antiseruma (Riley i Zontine, 1972.). Ipak, CRP pasa je detaljnije istražen tek sredinom 1980.-tih i početkom 1990.-tih godina. S obzirom na zapažene sličnosti u kinetici humanog i CRP pasa tijekom upalnog odgovora akutne faze, psi su često korišteni s ciljem boljeg razmijevanja mehanizama akutne faze ljudi (Eckersall i Conner, 1988., Burton i sur., 1994.) te se u ove svrhe i danas koriste (Higgins i sur., 2003.).
Uloga CRP i biokemijske osobine
CRP isto tako regulira produkciju citokina i kemotaksu (Cray i sur., 2009.).
C-reaktivni protein je član obitelji pentameričnih proteina poznatih kao pentraksini. Ova obitelj predstavlja filogenetski predak grupe proteina pronađenih kod kralježnjaka i beskralježnjaka (Jain i sur., 2011.). CRP se iznimno dobro očuvao tijekom evolucije što ukazuje na njegovo veliko biološko značenje. Visok stupanj očuvanosti, široka rasprostranjenost u raznim tkivima upućuje na važnu ulogu CRP u obrani organizma (Wang i Colón, 2005.).
Elektronskom mikroskopijom CRP uočava se da je sastavljen od pet identičnih subjedinica povezanih nekovalentnim vezama (Klenner i sur., 2010.). Glavna fizičko-kemijska razlika humanog CRP i onog kod pasa jest glikozilacija dvije subjedinice CRP pasa, dok je humani CRP u potpunosti neglikoziran (Cerón i sur., 2005.). Pretpostavlja se da između humanog i CRP pasa postoji i razlika u afinitetu liganda, kao i sposobnosti aktivacije komplementa (Mitchell, 2008.).
Molekularna masa CRP pasa iznosi između 100 kDa i 155kDa (Kjelgaard-Hansen, 2004.). Otkriveno je da humani CRP ima afinitet prema širokom rasponu molekula te da može ostvariti interakciju s nekoliko tipova stanica, što je temelj velikog broja hipoteza o njegovim fiziološkim karakteristikama. Na osnovu istraživanja provedenog od strane Caspi i suradnika (1984.) te Fujise (1992.) nekoliko je sličnih afiniteta utvrđeno i za CRP pasa te je to još jedna od činjenica koja govori u prilog sličnosti između humanog i CRP pasa.
Fiziološke varijacije koncentracije CRP pasa
Ovo je naročito važno za APP zbog nedostatka referentnih vrijednosti i protokola za određivanje njihove koncentracije. Unatoč primjeni različite metode, koncentracija je CRP u serumu zdravih pasa niska, nekada čak i ispod granica detekcije.
U fiziološkim uvjetima, odnosno u uvjetima normalne homeostaze, vrijednosti CRP su veoma niske (Yamamoto i sur., 1992., Otabe i sur., 1998.).
Utvrđeno je da koncentracija CRP varira i ovisi o fiziološkom stanju, odnosno fazi reproduktivnog ciklusa.
Tako se CRP može odrediti u nešto većim koncentracijama kod pasa tijekom gravidnosti, što je vjerovatno prouzročeno implantacijom zametka, rastom posteljice i hormonalnim promjenama (Kuribayashi i sur., 2003.).
Istraživanje provedeno u humanoj medicini od strane Sacks i suradnika (2004.) isto tako upućuje na porast koncentracije CRP prilikom implantacije zametka, nakon čega se njegova koncentracija vraća u fiziološke vrijednosti tijekom gravidnosti, s ponovnim povećanjem za vrijeme partusa. Isti autori smatraju da porast koncentracije CRP tijekom gravidnosti, s izuzetkom partusa, može ukazivati na poremećaj gravidnosti.
Istraživanje razine CRP provedeno od strane Ulutas i suradnika (2009.) kod kuja tijekom različitih faza estrusa i kuja tijekom gravidnosti ukazalo je na sličnost humanog i psećeg modela. Naime, autori kod gravidnih kuja zapažaju značajan porast koncentracije CRP između 21.-55. dana nakon ovluacije, dok se koncentracija CRP kod negravidnih kuja tijekom iste faze estrusa nije povećala.
Porast koncentracije CRP kod gravidnih kuja u periodu 30-45 dana od ovulacije navode i Kuribayashi i suradnici (2003.).
Porast koncentracije CRP je jednak onom kod odgovora akutne faze, iako specifični stimulus nije u potpunosti razjašnjen.
Upravo zbog porasta koncentracije CRP na početku gravidnosti predloženo je da se kod kuja određivanje vrijednosti CRP koristi u svrhu testa na ranu gravidnost (tri tjedna od gestacije). U tom je slučaju potrebno izvršiti kompletan pregled životinje prije parenja da bi se procijenilo zdravstveno stanje i isključilo prisustvo upalnih procesa koji bi mogli dati lažno pozitivan rezultat na ispitivanje gravidnosti. Za razliku od istraživanja provedenog od strane Eckersall i suradnika (1993.), koji navode porast koncentracije CRP tijekom postpartalnog perioda. Kuribayashi i suradnici (2003.) opažaju tek jedan slučaj porasta CRP od ukupno osam ispitivanih pasa.
Prema dosadašnjim istraživanjima nije utvrđeno da starost i spol pasa utječu na vrijednost koncentracije CRP pasa (Kuribayashi i sur., 2003., Cerón i sur., 2005.). Ipak je uočen jači odgovor akutne faze prilikom pokusne inokulacije terpentinskog ulja ili Staphylococcus aureus kod odraslih pasa, nego kod pasa starosti mjesec dana (Cerón i sur., 2005.).
Prema istraživanju Onishi i suradnika (2000.) nije utvrđen utjecaj pasmine na koncentraciju CRP pasa. Istraživanja heterogene populacije ljudi pokazala su utjecaj pasmine i spola na koncentraciju CRP (Khera i sur., 2005.), dok postoje i navodi koji to opovrgavaju (Nazmi i sur., 2008.). Hutchinson i suradnici (2000.) zapažaju blago povećanje u koncentraciji CRP kod starijih osoba, što je u radu pripisano učestalijim prisustvom drugih čimbenika, kao što su subklinička upala i povećanje tjelesne mase. Više koncentracije CRP pronađene su kod pojedinaca s povećanom vrijednošću indeksa tjelesne mase i u vezi su s in vivo oslobađanjem IL-6 iz adipoznog tkiva (Ignjatović, 2005.). S druge strane, istraživanjima kod pasa nije ustanovljen utjecaj tjelesne mase na koncentraciju APP (Tvarijonaviciute i sur., 2011.).
Povišena koncentracija CRP ustanovljena je kod izuzetno fizički aktivnih pasa. U ovim se slučajevima visoke koncentracije CRP pripisuju upali izazvanoj naporom (Wakshlag i sur., 2007.).
Otabe i suradnici (1998.) su istraživali dnevne varijacije koncentracije CRP zdravih pasa. Određivali su vrijednost CRP unutar 24 sata tijekom 28 dana i nisu ustanovili značajne varijacije.
Ispitivanja provedena na ljudima pokazala su da na koncentraciju CRP ne utječe unošenje hrane i da ne postoji cirkadijalni ritam (Ignjatović, 2005.). Samim tim koncentracija CRP ne varira u zavisnosti od vremena uzorkovanja. Diurnalne oscilacije ne navodi ni Tîrziu (2009.), ipak smatra da postoje značajne individualne razlike. Iako proupalni citokini, kao što je IL-6, pokazuju cirkadijalni ritam, to ipak ne utječe na vrijednost CRP, vjerovatno zbog njegovog vremena poluživota (19 sati) koje maskira cirkadijalne učinke citokina (Meier-Ewert i sur., 2001.). Na osnovu navedenih istraživanja, smatra se da CRP nije značajnije podložan fiziološkim ili biološkim promjenama u odsustvu upalnih poremećaja.
Ipak, za vrijeme gladovanja zapaža se smanjenje obima pozitivnog odgovora, kao i opće smanjenje sinteze proteina na razini jetre. Pothranjenost i anoreksija utječu na proupalne citokine, mijenjajući tako sintezu proteina (Jain i sur., 2011.).
Koncentracija CRP se u serumu zdravih osoba povećava za oko 65% poslije promjene nadmorske visine s razine mora na 3600 m (Ignjatović, 2005.).
Slična istraživanja kod pasa do sada nisu objavljena.
Interesantno je zapažanje grupe autora da psi držani u svojstvu laboratorijskih životinja imaju niže vrijednosti koncentracije CRP od onih držanih kao kućni ljubimci (Cerón i sur., 2005., Cray i sur., 2009.). Autori pretpostavljaju da uvjeti i izoliran način držanja laboratorijskih životinja minimizira kontakt s potencijalno upalnim uzročnicima, što za posljedicu ima niže vrijednosti CRP.
Još uvijek nema preciznijih podataka o poluživotu CRP pasa, ali se čini da je poluživot CRP pasa veoma kratak (Cerón i sur., 2005.). Brza produkcija i klirens čine CRP dobrim indikatorom kliničkog stanja životinje u trenutku uzorkovanja.
CRP kao marker bolesti ljudi i pasa
C-reaktivni protein utječe na funkciju i aktivnost brojnih stanica.
Sposobnost CRP da prepozna patogen na molekularnoj razini te da posreduje u njegovoj eliminaciji aktivirajući sistem komplementa i fagocitne stanice, čini ga značajnim u prvoj liniji obrane organizma (Volanakis, 2001.). Smatra se i da ima znatnu ulogu u uklanjanju apoptotičnih, nekrotičnih i oštećenih stanica domaćina što doprinosi održanju normalne strukture i funkcije (Du Clos i sur., 1994., Gershov i sur., 2000.).
Prema tome, fiziološka funkcija CRP se ogleda u ostvarivanju urođene nespecifične obrane organizma, prepoznavajući potencijalno štetne strane molekule i promijenjene endogene strukture i molekule.
Uporaba CRP kao pokazatelja upalnog odgovora organizma uveliko ovisi o utjecaju lijekova na njegovu koncentraciju. Do danas nije otkriven mehanizam utjecaja farmakološke terapije na koncentraciju CRP u serumu pasa. Jedna od značajnih studija doprinijela je spoznaji da terapija steroidima ne prouzroči povećanje koncentracije CRP kod zdravih pasa (Martínez-Subiela i sur., 2004.). Tijekom pokusno izazvanog akutnog sinovitisa u istraživanju provedenom od strane Borer i suradnika (2003.) na koncentraciju CRP nisu utjecale terapijske doze karpofena, etodolaka, meloksikama ili butorfanola.
Na koncentraciju CRP ne utječu ni kemoterapija i transfuzija, koje mogu utjecati na vrijednosti sedimentacije eritrocita (engl. Erythrocyte sedimentation rate, ESR) (Beayou i sur., 2009.).
Povišena se koncentracija CRP javlja kod životinja prilikom velikog broja različitih bolesti. Pri tom, s obzirom na veoma slabu dijagnostičku specifičnost, povišena koncentracija ovog proteina ne pruža informaciju o uzroku bolesti te se ne može koristiti u svrhu primarnog dijagnostičkog testa za određenu bolest (Tab. 2.).
U humanoj medicini mnogi stručnjaci smatraju koncentraciju CRP pouzdanim čimbenikom diferencijacije virusne od bakterijske infekcije. Tako, na primjer, bakterijski meningitis prati signifikantno povećanje serumske koncentracije CRP, dok promjene koncentracije nisu zapažene prilikom meningitisa virusne etiologije (Petersen i sur., 2004.). Vrijeme trajanja povišene koncentracije CRP smatra se odrazom kliničkog tijeka bolesti.
Prema jednom broju autora koncentracija CRP u serumu isto tako omogućava diferencijaciju između bakterijske i virusne pneumonije (Korppi i Kröger, 1993., Sasaki i sur., 2002.), dok s druge strane neki smatraju da diferencijacija tog tipa na osnovu koncentracije CRP nije moguća (Petersen i sur., 2004.).
Oprečni rezultati ispitivanja postoje i na području kardiovaskularnih bolesti, gdje neki istraživači smatraju da blago povišene koncentracije CRP mogu ukazivati na povećan rizik od srčanih bolesti ljudi (Bahadursingh i sur., 2009.).
Najnovija istraživanja jasno pokazuju da je povećanje koncentracije CRP u okviru referentnog intervala povezano s budućim koronarnim poremećajima kod naizgled zdravih muškaraca i žena (Ignjatović, 2005.). Uprkos činjenici da je CRP dobar marker rizika srčane slabosti kod ljudi, prilikom istraživanja na psima utvrđeno je da mu nedostaje osjetljivost i specifičnost za otkrivanje kronične bolesti zalistaka (engl. Chronic valvular disease, CVD) zbog širokog preklapanja intervala vrijednosti CRP kod zdravih pasa i onih oboljelih od CVD. Iako su kod pasa s CVD ustanovljene povišene koncentracije CRP, one se nisu mogle povezati s prisustvom srčane slabosti ili stupnja šuma (Rush i sur., 2006.).
Povišena koncentracija CRP predviđa razvoj dijabetesa tip-2 neovisno o tradicionalnim činiteljima rizika kod ljudi i podržava stanovište da je upala povezana s rezistencijom na inzulin (Festa i sur., 2002.).
IL-6 ima centralnu ulogu u normalnom sazrijevanju B-stanica, ali i u proliferaciji malignih B-stanica, poputnon–Hodgkin-ovog limfoma (NHL) i multiplog mijeloma. Kod pacijenata s dijagnosticiranim NHL uočena je značajna veza između koncentracije CRP i razine IL-6 (Legouffe i sur., 1998.).
Određivanje serumske koncentracije CRP kod pacijenata oboljelih od NHL smatra se prognostički značajnim. Naime, pacijenti sa značajno povišenom koncentracijom CRP imali su srednju vrijednost preživljavanja 8,5 mjeseci, za razliku od grupe pacijenata s koncentracijom CRP manjom od 10 mg/L, gdje je njih 75% bilo živo i nakon 32 mjeseca od dijagnoze (Legouffe i sur., 1998.).
Ljudi infestirani protozoom Plasmodium falciparum, uzročnikom malarije imali su povišene koncentracije CRP prilikom pojave prvih simptoma (Graninger i sur., 1992.). Težina falciparum malarije ljudi je određivana na osnovu koncentracije CRP, s obzirom da se na osnovu kliničke procjene pacijenta često ne može predvidjeti razvoj komplikacija (Gillespie i sur., 1991.).
Uvid u liječenje kala-azar, kroničnog i potencijalno fatalne parazitarne bolesti visceralnih organa, naročito jetre, slezene, koštane srži i limfnih čvorova, uslijed infestacije s Leishmania donovani, pružale su invazivne metode: česte aspiracije koštane srži ili slezene.
Određivanje koncentracije CRP pokazalo se učinkovitim za monitoring bolesti te se ranije spomenuti invazivni dijagnostički testovi ne moraju koristiti (Singh i sur., 1999.).
U posljednjih tridesetak godina nanočestice imaju široku primjenu u industriji, visokoj tehnologiji, medicini i farmaciji (Moser i sur., 2002.). Nanočestice su općenito superfine čestice veličine od 1 nm do 1 mikrona. Dodatkom nanočestica materijalima se poboljšava čvrstoća, tvrdoća te druga mehanička svojstva; u nanotehnologiji se promjenom veličine nanočestica mjenjaju njihova magnetska, optička, električna svojstva.
Primjena u medicini je raznolika, od primjene u liječenju malignih stanica, do glavnog sastojka krema za sunčanje.
Njihovom sve većom primjenom raste i briga o potencijalnim rizicima koje nose za ljudsko zdravlje. Upravo uporaba proteina akutne faze kao biomarkera našla je svoje mjesto u ispitivanju toksičnosti nanočestica. Higashisaka i suradnici (2011.) prilikom izlaganja miševa silika-nanočesticama dijametra 70 nm zapažaju porast u koncentraciji CRP, SAA i Hp plazme te navedene proteine smatraju visoko senzitivnim biomarkerima za procjenu rizika koji nosi izlaganje silika nanočesticama.
Visoke su koncentracije CRP zabilježene prilikom infekcije s Ehrlichia canis, Leishmania infantum (Martínez-Subiela i Cerón, 2005.), babezioze (Ulutas i sur., 2005., Matijatko i sur., 2007.), leptospiroze (Yamamoto i sur., 1993.), generalizirane demodikoze (Ulutas i sur., 2011.), kod akutnog oštećenja mukoze želuca (Otabe i sur., 2000.), parvovirusnog i hemoragičnog enteritisa (Nakamura i sur., 2008.), akutnog pankreatitisa, imuno-posredovane hemolitične anemije (Galezowski i sur., 2010.), piometre (Nakamura i sur., 2008.), imuno-posredovanog poliartritisa (Kjelgaard-Hansen i sur., 2006.), artritisa, glomerulonefritisa, alergija (Onishi i sur., 2000.), neoplazija (Tecles i sur., 2005.) te različitih kirurških trauma (Nakamura i sur., 2008.).
Koncentracija CRP kod pasa je značajan čimbenik prilikom klasifikacije efuzije (Parra i sur., 2006.), kod diferenciranja piometre od cistične hiperplazije endometrija/mukometre (Fran son i Ragle, 2003.), a svoje mjesto nalazi i u laboratorijskim testovima za procjenu učinkovitosti liječenja pacijenata s upalnim bolestima crijeva (engl. Inflammatory bowel disease, IBD) (Köster i sur., 2009.). S druge strane, neurološka stanja poput epilepsije, atlanto-aksijalne subluksacije, hidrocefalusa i nekrotizirajućeg meningoencefalitisa, kao i endokrini poremećaji poput hipotireodizma i hiperadrenokorticizma u većini slučajeva ne pokazuju povišene vrijednosti CRP (Nakamura i sur., 2008.).
Psi podvrgnuti kirurškom tretmanu ili inficirani s Bordetella bronchiseptica imali su najvišu koncentraciju CRP prvog dana od stimulusa; s druge strane, psi s infekcijama prouzročenim intracelularnim mikroorganizmima, po put Trypanosoma brucei ili Ehrlichia canis imali su najvišu koncentraciju CRP 4-10 dana od infekcije (Cerón i sur., 2005.).
Prednosti uporabe CRP
Određivanje koncentracije CRP kod pasa smatra se pouzdanijim od određivanja ESR (brzina sedimentacije eritrocita). Prednost ESR jest, osim u jednostavnosti izvođenja, i u činjenici da su laboratoriji odavno upoznati s ovom metodom. Unatoč tome, određivanje koncentracije CRP ima nekoliko prednosti.
Sedimentacija eritrocita je indirektno mjerenje koncentracije proteina akutne faze i ovisi o veličini, broju i obliku eritrocita, kao i o nekim sastojcima plazme, poput imunoglobulina. Usljed toga rezultati mogu biti neprecizni i navesti na pogrešne zaključke. Kada je prvi put uvedena kao metoda 1920. godine, ESR je smatrana naprednom metodom. Danas kada postoji mogućnost direktnog određivanja fibrinogena ili pak koncentracije CRP, ova se metoda smatra zastarjelom. Promjenu zdravstvenog stanja pacijenta u pravcu poboljšanja ili pogoršanja prati ESR, međutim to se odvija znatno sporije u usporedbi s promjenama koncentracije CRP. Prema istraživanju nekih autora do porasta ESR dolazi tek dva do četiri dana nakon porasta CRP (Paul i sur., 2011.). Isto tako, ESR nije pouzdana metoda procjene upale koju prati promijenjen ili smanjen broj eritrocita. U takvim se slučajevima u svrhu monitoringa upale može koristiti CRP. Superiornost CRP nad ESR uočava se i činjenicom da se ESR povećava sa starošću jedinke, dok koncentracija CRP ostaje nepromjenjena (Gabay i Kushner, 2001.). Naime, Jovanović (2004.) navodi tek blago povišenje koncentracije CRP kod starijih osoba.
Sažetak
C-reaktivni protein je glavni protein akutne faze pasa. Okriven je 1930. godine u humanom serumu, a njegovo prisustvo kod pasa je dokazano četrdeset godina kasnije.
Iako je CRP u humanoj medicini zauzeo mjesto veoma važnog markera upale, u veterinarskoj medicini je njegova uporaba još uvijek ograničena na znanstveno-istraživačko područje. Ipak, bilježi se sve veći interes za ovaj protein akutne faze i mogućnosti njegove primjene. Porast koncentracije CRP utvrđen je kod različitih bolesti pasa. Zahvaljujući brzom porastu koncentracije smatra se pouzdanijim markerom upale od sedimentacije eritrocita i leukograma.
Literatura [… prikaži]
Canine C-reactive protein
Nejra HADŽIMUSIĆ, DVM, PhD, Senior Assistant, Faculty of Veterinary Medicine, Sarajevo, Bosnia and Herzegovina
C-reactive protein (CRP) is a major acute phase protein in dogs. CRP was discovered in human acute phase serum in 1930. A canine analogue to the human CRP was investigated in canine acute phase sera fourty years later.
Although CRP in human medicine plays a very important role as a marker of inflammation, in veterinary medicine, its use is still limited only to a scientific research. However, there is increasing interest in CRP and the possibilities of its application in veterinary medicine. The increase in CRP was found in various diseases in dogs. Due to rapid increase of CRP concentrations during inflammation, CRP is considered to be a more reliable marker than ESR and the leukogram.