细胞体液反应

当细胞受到各种应激原(特别是非心理性应激原)刺激时,可出现一系列细胞内信号转导和相关基因的激活,使相关的、多半具有保护作用的蛋白质表达增加,如热休克蛋白、急性期反应蛋白、某些酶或细胞因子等,成为机体在细胞、蛋白质水平的应激反应表现。这也是机体的一系列防御或适应性反应。

(一)热休克蛋白

1.概念及分类 热休克蛋白(heat shock protein,HSP)是指细胞在热应激或其他应激时新生成或生成增加的一组细胞内蛋白质,又称为应激蛋白,属于非分泌型蛋白质。HSP是一个大家族,大多数HSP是细胞的结构蛋白即结构性HSP;部分HSP是在应激时新合成或合成增加,即诱生的HSP。目前已知HSP的分子量为8~110k D,根据分子量的大小可将其分为HSP110、HSP90、HSP70、HSP60、小分子HSP、HSP10、泛素等多个亚家族,人类以70k D的一组HSP(即HSP70)为主。

2.基本功能 HSP的主要生物学功能是参与新生蛋白质的正确折叠、移位,帮助受损蛋白质的修复、移除和降解,从而在蛋白质水平起防御、保护作用。由于HSP本身不是蛋白质代谢的底物或产物,但始终伴随着蛋白质代谢的许多重要步骤,因此被形象地称之为“分子伴娘”。目前认为,结构性HSP是一类重要的“分子伴娘”,而诱生的HSP主要与应激时受损蛋白质的修复或移除有关。已有证据表明,HSP可增强机体对多种应激原的耐受能力,如HSP合成的增加可在蛋白质水平起防御、保护作用,使机体对热、内毒素、病毒感染、心肌缺血等多种应激原的抵抗能力增强。

(二)急性期反应蛋白

应激时由于感染、炎症或组织损伤等原因,可使血浆中某些蛋白质浓度迅速升高,这种反应称为急性期反应,这些蛋白质被称为急性期反应蛋白(acute phase protein,APP),其属分泌型蛋白质。最早发现的急性期反应蛋白是C-反应蛋白。

1.主要构成及来源 APP主要由肝细胞合成,单核巨噬细胞、成纤维细胞等也可产生少量APP。正常时血中APP浓度很低,但在炎症、感染、发热时明显增高,有的可增高1 000倍以上,如C-反应蛋白、血清淀粉样A蛋白等。少数蛋白在急性期反应时可减少,被称为负APP,如清蛋白、前清蛋白、转铁蛋白等。

2.生物学功能 APP的种类很多,其生物学功能也相当广泛。

(1)抑制蛋白酶:在炎症、创伤、感染等应激状态下,APP中的多种蛋白酶抑制剂可减轻蛋白酶对组织的过度损伤,如α1-抗胰蛋白酶、α1-抗糜蛋白酶、α2-巨球蛋白等。

(2)清除异物和坏死组织:以APP中的C-反应蛋白的作用最明显。它可与细菌细胞壁结合,起抗体样调理作用,激活补体经典途径,促进吞噬细胞的功能,抑制血小板的磷酯酶,减少其炎症介质的释放等。在各种炎症、感染、组织损伤等疾病中都可见C-反应蛋白的迅速升高,而且其升高的程度常与炎症、组织损伤的程度呈正相关,因此临床上常用C-反应蛋白作为炎症和疾病活动的指标。

(3)抗感染、抗损伤:C-反应蛋白、补体成分的增多可增强机体的抗感染能力;凝血蛋白类的增加可增强机体的止血功能;铜蓝蛋白具有抗氧化损伤、抑制自由基产生等功能。

(4)结合、运输功能:结合珠蛋白、铜蓝蛋白、血红素结合蛋白等可与相应的物质结合,避免过多的游离Cu2+、血红蛋白等对机体的危害,并可调节其体内代谢过程和生理功能。