بروتيناتS100 عبارة عن عائلة من البروتينات المرتبطة بالكالسيوم منخفضة الوزن الجزيئي الخاصة بالأنسجة مع تأثير تعديل تشارك في العديد من العمليات الفسيولوجية في الجسم. يميز الاسم قدرة مركبات هذه المجموعة على الذوبان تمامًا في محلول كبريتات الأمونيوم بنسبة 100٪ عند قيم الأس الهيدروجيني المحايدة.
حاليًا ، يعرف 25 ممثلاً عن هذه العائلة ، وهي من سمات الأنسجة المختلفة. تشير هذه الميزة إلى أن بروتينات s100 الخاصة بالدماغ عبارة عن بروتينات موجودة في خلايا الدماغ وتشارك في العمليات الفيزيولوجية العصبية.
تاريخ الاكتشاف
تم عزل أول بروتين s100 في عام 1965 من أدمغة الأبقار من قبل العلماء مور وجريجور. بعد ذلك ، تم العثور على بروتينات هذه العائلة في الثدييات والطيور والزواحف والبشر. في البداية ، كان يُعتقد أن s100 موجود فقط في الأنسجة العصبية ، ولكن مع تطور الأساليب المناعية ، بدأ العثور على بروتينات هذه المجموعة في الأعضاء الأخرى.
الخصائص العامة والتضاريس
بروتينات عائلة s100 موجودة فقط في الفقاريات والبشر. من بين 25 بروتينًا في هذه المجموعة ، هناك 15 نوعًا خاصًا بالدماغ ، يتم إنتاج معظمها بواسطة الخلايا الدبقية النجمية في الجهاز العصبي المركزي ، ولكن بعضها موجود أيضًا في الخلايا العصبية.
لقد ثبت أن 90٪ من جزء s100 بأكمله في الجسم يذوب في سيتوبلازم الخلايا ، و 0.5٪ موضعي في النواة و 5-7٪ مرتبط بالأغشية. تم العثور على جزء صغير من البروتين في الفضاء خارج الخلية ، بما في ذلك الدم والسائل النخاعي.
بروتين مجموعة s100 موجود في العديد من الأعضاء (الجلد ، الكبد ، القلب ، الطحال ، وما إلى ذلك) ، ولكن في الدماغ يزيد بمائة ألف مرة. لوحظ أعلى تركيز في المخيخ. يتم أيضًا إنتاج بروتين s100 بنشاط في الخلايا الصباغية (خلايا ورم الجلد). وقد أدى ذلك إلى استخدام هذا المركب كعلامة نسيج من أصل الأديم الظاهر.
كيميائيا ، بروتينات s100 هي ثنائيات الوزن الجزيئي من 10-12 دالتون. هذه البروتينات حمضية لأنها تحتوي على كمية كبيرة (تصل إلى 30٪) من غلوتاميك وبقايا الأحماض الأمينية الأسبارتيك. لا يشمل تكوين جزيئات s100 الفوسفات والكربوهيدرات والدهون. يمكن لهذه البروتينات أن تتحمل درجات حرارة تصل إلى 60 درجة.
الهيكل والتشكيل المكاني
بنية جميع أعضاء عائلة s100 عبارة عن بروتينات كروية. يتضمن تكوين جزيء واحد ثنائي البيبتيد (alpha and beta) ، متصلين ببعضهما البعض بواسطة روابط غير تساهمية.
معظم أفراد الأسرة هم متماثلون يتكونون من وحدتين فرعيتين متطابقتين ، ولكن هناك أيضًا وحدات قياس غير متجانسة. يحتوي كل عديد ببتيد داخل جزيء s100 على فكرة مرتبطة بالكالسيوم تسمى يد EF. إنه مبني وفقًا لنوع الحلقة الحلزونية الحلزونية.
يحتوي بروتين s100 على 4 مقاطع حلزونية α ، ومنطقة مفصلية مركزية بطول متغير ، ونطاقين طرفيين متغيرين (N و C).
ميزات العمل
بروتيناتS100 نفسها ليس لها نشاط إنزيمي. يعتمد عملها على ارتباط أيونات الكالسيوم ، التي تشارك في العديد من العمليات بين الخلايا وداخلها ، بما في ذلك الإشارات. تؤدي إضافة Ca2+إلى جزيء s100 إلى إعادة ترتيبها المكاني وفتح مركز ربط البروتين المستهدف ، والذي من خلاله يتم التفاعل مع يتم تنفيذ بروتينات أخرى.
وهكذا ، لا تنتمي s100 إلى البروتينات التي تتمثل مهمتها الرئيسية في تنظيم تركيز Ca2+. بروتينات هذه المجموعة عبارة عن محولات نشطة بيولوجيًا تعتمد على الكالسيوم في تحويل الإشارات والتي تؤثر على العمليات داخل الخلايا وخارجها من خلال الارتباط بالبروتينات المستهدفة. يمكن أن تعمل الناقلات العصبية أيضًا على أنها الأخيرة ، وهذا هو سبب تأثير s100 على انتقال النبضات العصبية.
حاليًا ، تم الكشف عن أن أيونات الزنك و / أو النحاس تعمل كمنظمين لبعض s100 بدلاً من Ca2+.يمكن أن تؤثر إضافة الأخير بشكل مباشر على نشاط البروتين وتغيير تقاربه للكالسيوم.
وظائف
لا توجد صورة كاملة للدور البيولوجي لبروتينات الدماغ s100 في الجسم. ومع ذلك ، تم الكشف عن مشاركة بروتينات هذه المجموعة في العمليات التالية:
- تنظيم التفاعلات الأيضية للأنسجة العصبية ؛
- تكرار الحمض النووي ؛
- التعبير عن المعلومات الجينية ؛
- تكاثر الخلايا الدبقية
- حماية ضد تلف الخلايا المؤكسدة (المرتبط بالأكسجين) ؛
- تمايز الخلايا العصبية غير الناضجة ؛
- موت الخلايا العصبية من خلال موت الخلايا المبرمج ؛
- ديناميات الهيكل الخلوي ؛
- الفسفرة والإفراز ؛
- انتقال النبض العصبي
- تنظيم دورة الخلية
اعتمادًا على الأنواع والتوطين ، يمكن أن يكون لبروتينات الدماغ s100 تأثيرات داخل الخلايا وخارجها. تأثير بعض البروتينات يعتمد على التركيز. وهكذا ، فإن البروتين المعروف s100B في المحتوى الطبيعي يُظهر نشاطًا عصبيًا ، وعلى مستويات مرتفعة - سامًا للأعصاب.
قد تشارك بروتينات s100 الخاصة بالدماغ خارج الخلية في الاستجابات الالتهابية ، وتنظم التمايز الدبقي والعصبي ، وتحفز موت الخلايا المبرمج (موت الخلايا المبرمج). تم إثبات أهمية s100 في تجربة في المختبر لم تنجو فيها الخلايا العصبية بدون وجودهذا البروتين.
قيمة التشخيص s100
تعتمد القيمة التشخيصية لـ s100 على علاقة تركيزه في مصل الدم (أو السائل النخاعي) بأمراض الجهاز العصبي المركزي وأمراض الأورام. لقد ثبت أنه عند تلف الخلايا الدبقية ، يدخل هذا البروتين إلى الفضاء خارج الخلية ، حيث يدخل السائل النخاعي ثم إلى الدم. وهكذا ، على أساس زيادة تركيز s100 في المصل ، يمكن استخلاص استنتاج حول عدد من أمراض الدماغ. العلاقة بين محتوى هذا البروتين في الدم وأمراض الجهاز العصبي المركزي مؤكدة تجريبياً.
لزيادة تركيز s100 في السوائل خارج الخلية يؤدي ليس فقط إلى تدمير الحواجز الخلوية التي تصنع هذه الخلايا البروتينية. الاستجابة الأولى للعديد من أمراض الدماغ هي الاستجابة الدبقية المزعومة ، والتي يتمثل جزء منها في زيادة شدة إفراز الخلايا النجمية s100. قد تشير زيادة محتوى هذا البروتين في الدم أيضًا إلى حدوث انتهاك للحاجز الدموي الدماغي.
تتيح لك مراقبة مستوى s100 تقييم درجة تلف الدماغ ، وهو أمر ذو أهمية كبيرة في التشخيص الطبي. العلاقة التشخيصية بين كمية هذا البروتين وعلم الأمراض العصبية تشبه ارتباط تركيز بروتين سي التفاعلي مع الالتهاب الجهازي.
استخدم كعلامة ورم
بدأ استخدام بروتين s100 كعلامة للورم في أوائل الثمانينيات. حاليًا ، هذه الطريقة فعالة في الكشف المبكر عن السرطان أو تكرارها أو ورم خبيث. غالبًا ما يتم استخدام s100 في ملفاتتشخيص الورم الميلانيني أو الورم الأرومي العصبي.
من الضروري التمييز بين وقت تحليل هذا البروتين للكشف عن أمراض الجهاز العصبي المركزي أو أمراض أخرى ، ومتى يتم استخدامه للكشف عن السرطان. إذا كان الاتجاه يتجه تحديدًا إلى المرقم الموضعي ، فيجب أن يأخذ فك تشفير بروتين s100 أيضًا في الاعتبار الأسباب المحتملة الأخرى لزيادة تركيز مادة الاختبار في الدم. عند تفسير النتائج ، تأكد من الانتباه إلى طريقة التحليل ، لأن حدود الفاصل الزمني المرجعي (المؤشرات العادية) تعتمد عليها.
العيب الرئيسي لعلامة s100 هو الانتقائية المنخفضة ، حيث يمكن أن ترتبط زيادة تركيز هذا البروتين في الدم و CSF بالعديد من الأمراض ، وليس بالضرورة أن تكون ذات طبيعة سرطانية. لذلك ، لا يمكن إعطاء بروتين s100 قيمة تشخيصية حاسمة. ومع ذلك ، فقد أثبت هذا البروتين نفسه كعلامة مصاحبة للسرطان.
مستوى التواجد في مصل الدم
بشكل طبيعي ، يجب أن يكون بروتين s100 موجودًا في مصل الدم بكمية أقل من 0.105 ميكروغرام / لتر. هذه القيمة تقابل الحد الأعلى للتركيز في الشخص السليم. تجاوز المستوى المسموح به (DL) s100 قد يشير إلى:
- CP ؛
- اصابة الدماغ
- تطور سرطان الجلد الخبيث (أو تكراره) ؛
- حمل
- ورم أرومي عصبي ؛
- التهاب الجلد والعضلات ؛
- تغطية مناطق كبيرة من الحروق.
يمكن أن تزيد مستويات البروتين أيضًا مع الإجهاد أو التعرض لفترات طويلةالجسم في منطقة الأشعة فوق البنفسجية. يتم تحديد التركيز في الدم بالتحليل المناسب.
كشف في الجسم
هناك عدة طرق لاكتشاف وجود s100 في المصل منها:
- الفحص المناعي (IRMA) ؛
- التحليل الطيفي الشامل
- لطخة غربية ؛
- ELISA (مقايسة مناعية إنزيم) ؛
- اللمعان الكهربائي ؛
- الكمي PCR.
كل هذه الأساليب التحليلية حساسة للغاية وتسمح بتحديد دقيق للغاية للمحتوى الكمي لـ s100. نظرًا لأن هذا البروتين له عمر نصف قصير (30 دقيقة) ، فإن التركيزات العالية في المصل ممكنة فقط مع الإمداد المستمر من الأنسجة المريضة.
في التشخيص السريري ، غالبًا ما يتم استخدام مقايسة مناعية كهربائية كهرومغناطيسية مؤتمتة لبروتين s100. تجمع الدراسة بين استخدام الأجسام المضادة لبروتين يمكن اكتشافه مع تمييز الضوء. يحدد الجهاز تركيز s100 من خلال شدة الإشعاع الكيميائي.
الأجسام المضادة للبروتين s100
في الطب ، تحتوي الأجسام المضادة لبروتين s100 على مجالين للتطبيق العملي:
- تشخيصي - يستخدم في طرق المناعة للكشف عن تركيز هذا البروتين في مصل الدم أو السائل النخاعي (في هذه الحالة ، s100 هو مستضد) ؛
- علاجي - إدخال الأجسام المضادة في الجسم يستخدم في علاج بعض الأمراض.
تمارس الأجسام المضادة تأثيرها من خلال التحويرالتأثيرات على بروتينات s100. عقار معروف على هذا الأساس هو Tenoten. الأجسام المضادة لـ s100 لها تأثير مفيد على الجهاز العصبي ، وتحسن انتقال النبضات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مثل هذه الأدوية قادرة على وقف المظاهر العرضية لاضطرابات الوظيفة اللاإرادية في الجهاز الهضمي.
