當(dāng)細(xì)胞受到各種應(yīng)激原(特別是非心理性應(yīng)激原)刺激時(shí),可出現(xiàn)一系列細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和相關(guān)基因的激活,使相關(guān)的、多半具有保護(hù)作用的蛋白質(zhì)表達(dá)增加,如熱休克蛋白、急性期反應(yīng)蛋白、某些酶或細(xì)胞因子等,成為機(jī)體在細(xì)胞、蛋白質(zhì)水平的應(yīng)激反應(yīng)表現(xiàn)。這也是機(jī)體的一系列防御或適應(yīng)性反應(yīng)。

(一)熱休克蛋白

1.概念及分類 熱休克蛋白(heat shock protein,HSP)是指細(xì)胞在熱應(yīng)激或其他應(yīng)激時(shí)新生成或生成增加的一組細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì),又稱為應(yīng)激蛋白,屬于非分泌型蛋白質(zhì)。HSP是一個大家族,大多數(shù)HSP是細(xì)胞的結(jié)構(gòu)蛋白即結(jié)構(gòu)性HSP;部分HSP是在應(yīng)激時(shí)新合成或合成增加,即誘生的HSP。目前已知HSP的分子量為8~110k D,根據(jù)分子量的大小可將其分為HSP110、HSP90、HSP70、HSP60、小分子HSP、HSP10、泛素等多個亞家族,人類以70k D的一組HSP(即HSP70)為主。

2.基本功能 HSP的主要生物學(xué)功能是參與新生蛋白質(zhì)的正確折疊、移位,幫助受損蛋白質(zhì)的修復(fù)、移除和降解,從而在蛋白質(zhì)水平起防御、保護(hù)作用。由于HSP本身不是蛋白質(zhì)代謝的底物或產(chǎn)物,但始終伴隨著蛋白質(zhì)代謝的許多重要步驟,因此被形象地稱之為“分子伴娘”。目前認(rèn)為,結(jié)構(gòu)性HSP是一類重要的“分子伴娘”,而誘生的HSP主要與應(yīng)激時(shí)受損蛋白質(zhì)的修復(fù)或移除有關(guān)。已有證據(jù)表明,HSP可增強(qiáng)機(jī)體對多種應(yīng)激原的耐受能力,如HSP合成的增加可在蛋白質(zhì)水平起防御、保護(hù)作用,使機(jī)體對熱、內(nèi)毒素、病毒感染、心肌缺血等多種應(yīng)激原的抵抗能力增強(qiáng)。

(二)急性期反應(yīng)蛋白

應(yīng)激時(shí)由于感染、炎癥或組織損傷等原因,可使血漿中某些蛋白質(zhì)濃度迅速升高,這種反應(yīng)稱為急性期反應(yīng),這些蛋白質(zhì)被稱為急性期反應(yīng)蛋白(acute phase protein,APP),其屬分泌型蛋白質(zhì)。最早發(fā)現(xiàn)的急性期反應(yīng)蛋白是C-反應(yīng)蛋白。

1.主要構(gòu)成及來源 APP主要由肝細(xì)胞合成,單核巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等也可產(chǎn)生少量APP。正常時(shí)血中APP濃度很低,但在炎癥、感染、發(fā)熱時(shí)明顯增高,有的可增高1 000倍以上,如C-反應(yīng)蛋白、血清淀粉樣A蛋白等。少數(shù)蛋白在急性期反應(yīng)時(shí)可減少,被稱為負(fù)APP,如清蛋白、前清蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白等。

2.生物學(xué)功能 APP的種類很多,其生物學(xué)功能也相當(dāng)廣泛。

(1)抑制蛋白酶:在炎癥、創(chuàng)傷、感染等應(yīng)激狀態(tài)下,APP中的多種蛋白酶抑制劑可減輕蛋白酶對組織的過度損傷,如α1-抗胰蛋白酶、α1-抗糜蛋白酶、α2-巨球蛋白等。

(2)清除異物和壞死組織:以APP中的C-反應(yīng)蛋白的作用最明顯。它可與細(xì)菌細(xì)胞壁結(jié)合,起抗體樣調(diào)理作用,激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑,促進(jìn)吞噬細(xì)胞的功能,抑制血小板的磷酯酶,減少其炎癥介質(zhì)的釋放等。在各種炎癥、感染、組織損傷等疾病中都可見C-反應(yīng)蛋白的迅速升高,而且其升高的程度常與炎癥、組織損傷的程度呈正相關(guān),因此臨床上常用C-反應(yīng)蛋白作為炎癥和疾病活動的指標(biāo)。

(3)抗感染、抗損傷:C-反應(yīng)蛋白、補(bǔ)體成分的增多可增強(qiáng)機(jī)體的抗感染能力;凝血蛋白類的增加可增強(qiáng)機(jī)體的止血功能;銅藍(lán)蛋白具有抗氧化損傷、抑制自由基產(chǎn)生等功能。

(4)結(jié)合、運(yùn)輸功能:結(jié)合珠蛋白、銅藍(lán)蛋白、血紅素結(jié)合蛋白等可與相應(yīng)的物質(zhì)結(jié)合,避免過多的游離Cu2+、血紅蛋白等對機(jī)體的危害,并可調(diào)節(jié)其體內(nèi)代謝過程和生理功能。