WPROWADZENIE
W XXI wieku medycyna świetnie sobie radzi z plagami ze strony czynników infekcyjnych (bakteriami, wirusami itd.), natomiast obserwujemy epidemię wielu chorób cywilizacyjnych u podłoża, których leży przewlekły stan zapalny. Dość niedawno pisałam artykuł na temat powiązania chronicznych stanów zapalnych z występowaniem zaburzeń depresyjnych.
Pojęcie „stan zapalny” jest więc bardzo często używane zarówno przez lekarzy, trenerów czy dietetyków, jak również przez wiele osób, które „rekreacyjnie” się interesują branżą prozdrowotną. Jeśli jednak zadamy pytanie czym jest ten stan zapalny, jakie są rodzaje, jest dla nas dobry czy zły, jak powstaje i jakie są potencjalne przyczyny i możliwości diagnostyczne to już nie każdy sobie dobrze poradzi z odpowiedzią.
UKŁAD ODPORNOŚCIOWY I RODZAJE STANU ZAPALNEGO
Wysoce selektywny układ odpornościowy ma podstawowe znaczenie dla przeżycia – rozwinął się on po to by chronić nas przed patogenami (wirusy, bakterię, grzyby czy pasożyty) i robi to za pomocą wielu skomplikowanych i potężnych mechanizmów obronnych. Główną rolą ludzkiego układu odpornościowego więc jest rozpoznawanie i zwalczanie wszystkiego co uzna za obce.
Odpowiedź immunologiczna obejmuje zarówno rozpoznanie „obcego” jak i wszystkie możliwe, bardzo złożone reakcję w celu jego wyeliminowania. Ważnym jest też by w tym całym monitorowaniu i zwalczaniu „obcych najeźdźców” układ odpornościowy był na tyle wyrafinowany, aby rozróżnić nasze własne komórki i nie walczyć przeciwko nim – czyli ma wybudować tzw. tolerancję na własne antygeny, co niestety nie u wszystkich osób przebiega sprawnie i jako skutek powstają np. choroby autoimmunizacyjne. Ale dzisiejszy wpis nie o tym.
Stan zapalny jest częścią mechanizmu obronnego organizmu, czyli pożądaną częścią odpowiedzi immunologicznej oraz pierwszą linią obrony organizmu.
Stan zapalny jednak dzielimy na ostry, podostry oraz przewlekły, które znacząco się różnią ze względu na różny przebieg (czasowy i objawowy), komórki, które biorą udział w jego powstawaniu czy też efekt końcowy.
1. Ostry stan zapalny zazwyczaj jest odpowiedzią wrodzonej (nieswoistej) odporności naszego organizmu, który się pojawia na skutek jakiegoś rodzaju uszkodzenia tkanek (kontuzja, poparzenie, stłuczenie itd.), inwazji drobnoustrojów lub na skutek innych szkodliwych związków.
Ostra reakcja zapalna angażuje różne rodzaje komórek oraz prawie sto różnych cząsteczek wchodzących ze sobą w bardzo skomplikowane interakcję, aby doprowadzić do zwiększenia ukrwienia tkanki, rozszerzenia i zwiększenia przepuszczalności naczyń krwionośnych, by umożliwić dopływ do miejsca zapalenia różnych populacji leukocytów w celu eliminacji czynnika uszkadzającego, zapobiegania jego rozprzestrzenieniu się po całym organizmie przez układ limfatyczny oraz rozpoczęcia procesu leczniczego/gojenia.
Jak widzimy jest to dobra reakcja organizmu, gdyż końcowym celem procesu zapalnego jest całkowita neutralizacja czynnika zapalnego oraz przywrócenie pełnej funkcji tkanki dotkniętej ostrym stanem zapalnym.
Objawy mu towarzyszące jak między innymi: całkowita lub częściowa utrata funkcji miejsca dotkniętego zapaleniem, podwyższona temperatura, zaczerwienienie, obrzmienie i ból tkanki objętej stanem zapalnym, są skutkiem ubocznym i „ceną” jaką się płaci za pełne przywrócenie funkcji/regeneracji uszkodzonej tkanki. Jest to proces samoograniczający się, prawidłowy i trwający zazwyczaj tylko kilka dni.
Dlatego jak dopadnie mnie jakaś infekcja, to daje sobie 3-4 dni na to by pogorączkować, nie ingerując lekami lub środkami na zbijanie gorączki (dopóki nie przekracza ona 39 stopni Celsjusza) i w ten sposób pozwalam odpowiedzi immunologicznej zrobić swoje i się pozbyć intruza ?
2. Jeśli jednak układ odpornościowy nie poradził sobie z czynnikiem zapalnym, reakcja się przekształca w podostre zapalenie, które jest okresem między ostrym i przewlekłym stanem zapalnym i może trwać 2-6 tygodni. Po tym się rozwija chroniczny stan zapalny (jeśli organizm nadal nie poradził z początkową przyczyną).
3. Przewlekłe zapalenie natomiast określane jako niskopoziomowy, długotrwały stan zapalny, który może trwać miesiącami czy nawet latami, prowadząc do nieustannej produkcji cytokin prozapalnych (IL-1, IL-6, TNF-α) aktywujących wiele mechanizmów nabytej (swoistej) odpowiedzi immunologicznej.
Chroniczny stan zapalny może doprowadzać do niszczenia tkanek czy całych układów, w których się toczy. Objawy mogą być bardzo różnorodne i nie są manifestowane w tak spektakularny sposób jak w ostrym stanie zapalnym. Ogólnie rzecz biorąc, zasięg (miejscowy czy ogólnoustrojowy) jak i skutki przewlekłego stanu zapalnego różnią się w zależności od jego przyczyny i zdolności ciała do naprawy/kompensacji uszkodzeń powodowanej nie tyle przez czynnik zapalny co przez chronicznie trwającą odpowiedź immunologiczną napędzana przez cytokiny prozapalne.
Niektóre z typowych objawów, które rozwijają się podczas przewlekłego stanu zapalnego, to między innymi: „idiopatyczne” bóle mięśniowo-stawowe, fibromialgia, chroniczne uczucie zmęczenia, problemy ze snem (bezsenność lub nadmierna senność), depresja, stany lękowe oraz inne zaburzenia nastroju, problemy z koncentracją/pamięcią, problemy żołądkowo-jelitowe, takie jak: zespół jelita drażliwego, zaparcia czy biegunki, nadmierne zatrzymywanie wody w organizmie, uczucie opuchnięcia, ciężkości, wzrost wagi, częste infekcję. Nie jest to cała lista.
Przewlekłe stany zapalne z tego co już wie świat naukowy bez kropli wątpliwości mogą brać udział w powstawaniu większości chorób przewlekłych takich jak: nowotwory (tzw. age-related, czyli związane ze starzeniem się), insulinooporność, cukrzyca, choroby sercowo-naczyniowe, choroby autoimmunizacyjne, alergie, choroby neurodegeneracyjne, choroby zapalne jelit itd.
Istnieje wiele mechanizmów, za pomocą których chroniczny stan zapalny sprzyja rozwojowi chorób. Przede wszystkim długo trwający proces zapalny indukuje nadmierny stres oksydacyjny i zmniejsza komórkową zdolność antyoksydacyjną. Nadprodukowane wolne rodniki reagują białkami i fosfolipidami błony komórkowej (błona oddzielająca wnętrze komórki od świata zewnętrznego) upośledzając funkcję komórek. Ponadto wolne rodniki mogą prowadzić do mutacji i uszkodzeń DNA.
NARZĘDZIA DIAGNOSTYCZNE
Jakie więc badania są dostępne, aby sprawdzić, czy toczy się u nas w organizmie niskopoziomowy stan zapalny?
Niestety, nie ma wysoce czułych i w 100% skutecznych markerów, które jednoznacznie i bezbłędnie pomogą stwierdzić czy u osoby toczy się przewlekły stan zapalny. Diagnozy są podejmowane zazwyczaj tylko wtedy, gdy wystąpi ostry stan zapalny w związku z innym stanem chorobowym. Jednak badając poniższe markery jest szansa na to, że zobaczymy, czy możemy mieć problem z niskopoziomowym stanem zapalnym:
1. Testem pierwszego rzutu by był test pod nazwą – elektroforeza białek w surowicy (SPE). Białka w surowicy są rozdzielane na pięć lub sześć głównych frakcji:
– albumina
– alfa 1 globuliny
– alfa 2 globuliny
– beta globuliny (frakcja beta czasami dzieli się na beta 1 i beta 2)
– gamma globuliny.
Jeśli toczy się przewlekły stan zapalny w badaniu wyjdzie współistniejąca hipoalbuminemia i podwyższone poziomy gamma globulin. Choć warto też pamiętać, że nie tylko stan zapalny, a też inne stany chorobowe w taki sam sposób mogą się objawiać w wyniku tego badania.
2. Dlatego do powyższego badania warto dorzucić kolejne dwa testy, których plusem jest to, że nie są drogie, i mogą być dobrymi markerami ogólnoustrojowego stanu zapalnego. Te testy laboratoryjneobejmują białko C-reaktywne o wysokiej czułości (hsCRP) i fibrynogen.
CRP, czyli białko C-reaktywne wchodzi w skład gamma globulin i wytwarza się w wątrobie w odpowiedzi na cytokiny prozapalne – zarówno TNF-alfa, IL-1b oraz IL-6 podnoszą poziom CRP. Wysoki poziom CRP wskazuje na stan zapalny choć warto powiedzieć, że nie jest swoistym markerem dla przewlekłego stanu zapalnego, gdyż jest również i najczęściej podwyższony w przebiegu ostrego stanu zapalnego wynikającego z niedawnego urazu, choroby infekcyjnej oraz najwyższe wartości osiąga przy nowotworach złośliwych układu krwiotwórczego. CRP wiąże się z uszkodzoną tkanką lub patogenami, aby pomóc układowi immunologicznemu usunąć je.
W przypadku podejrzenia chronicznego stanu zapalnego lepiej badać wysoce wrażliwy CRP (hs-CRP), który jest testem wysokiej czułości wykrywający zmiany poziomu białka C-reaktywnego w zakresie od 0,5 do 10 mg/l, w porównaniu do zwykłego CRP, który znajduje zastosowanie w wynikach badań powyżej 10 mg/l. Ze względu na powyższe, badanie CRP ma mniejszą wartość diagnostyczną w przypadku przewlekłych stanów zapalnych, więc jeśli chcemy namierzyć niskopoziomowy stan zapalny należy wykonać hs-CRP. Pożądana wartość hsCRP wynosi poniżej 1mg/L.
Fibrynogen, tak samo jak CRP jest białkiem ostrej fazy i choć najczęściej wykonywany jest w celu oceny zdolności organizmu do formowania, a następnie rozpuszczania skrzepu krwi i jest ważnym markerem pomagającym wykryć ewentualne zaburzenia krzepnięcia krwi lub epizodu zakrzepicy, to jednocześnie uważany jest za nieswoisty wskaźnik stanów zapalnych, a także czynnik ryzyka rozwoju chorób sercowo-naczyniowych (bada się wraz z hsCRP).
3. Dodatkowym badaniem może być ferrytyna.
Ferrytyna jest białkiem magazynującym zapasy żelaza i występuje niemal we wszystkich komórkach naszego organizmu. Zazwyczaj ferrytyne się bada w celu ustalenia, czy u kogoś występuje niedobór żelaza.
Ferrytyna w surowicy jest jednak dodatkowo dobrze znanym markerem stanu zapalnego, gdyż kiedy dochodzi do stresu komórkowego i uszkodzenia komórek powoduje to uwalnianie się ferrytyny z rozpadających się komórek, a więc poziom tego markera będzie wzrastał w przebiegu stanu zapalnego. Poziomy ferrytyny są również ściśle skorelowane z poziomami CRP i są podwyższone w wielu przewlekłych chorobach zapalnych, między innymi w bezalkoholowym stłuszczeniu wątroby (NAFLD), otyłości i wielu rodzajach nowotworów.
4. Ostatnimi dwoma narzędziami mogą być:
– ocena profilu cytokin stanu zapalnego, w którym się bada IL-1beta, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, TNF-alfa.
– surowiczy amyloid A (ang. serum amyloid A – SAA).
Amyloid A powstaje z osoczowego prekursora amyloidu A, SSA (ang. serum amyloid A), będącego, jak CRP, białkiem ostrej fazy. Wtórna amyloidoza rozwija się jako następstwo przewlekłej reakcji zapalnej w przebiegu stanów infekcyjnych i autoimmunizacyjnych chorób zapalnych, m.in. chorób tkanki łącznej.
Określenie cytokiny natomiast odnosi się do dużej grupy cząsteczek (najczęściej w postaci białek), które biorą udział w przekazywaniu sygnałów pomiędzy komórkami w trakcie odpowiedzi immunologicznej i przebiegającego stanu zapalnego. Tworzą one niezwykle skomplikowany, wybiórczo działający na nasz układ immunologiczny system – tzw. sieć cytokin. Cytokiny mają różnorakie działanie i dzielą się na różne podgrupy:
– Interferony;
– Interleukiny;
– Czynniki stymulujące kolonię (CFS);
– Chemokiny;
– Inne: TNF-alfa, TNF-beta, transformujący czynnik wzrostu (TGF-beta).
Minusem tych badań jest wyższy koszt w porównaniu do powyższych badań oraz brak standaryzacji w przypadku niskopoziomowych stanów zapalnych.
Plusem jest jednak to, że wynik może nie tylko wykryć, a też pomóc nakierować oraz zidentyfikować czynnik potencjalnie powodujący przewlekłe zapalenie. Brak standaryzacji przemawia jednak za tym by te testy nie były testami pierwszego rzutu.
Dodatkowo cytokiny prozapalne jak np. TNF-alfa czy IL-6 mogą być podwyższone lokalnie w różnych tkankach i nie będzie to powodować podwyższenie ich poziomu w surowicy krwi. Co nie zmienia faktu, że nawet w przypadku zespółu jelita drażliwego (IBS) prowadzą się badania naukowe, które wykorzystują badanie cytokin z surowicy oraz ich wynik wykazuje niskopoziomowy stan zapalny i zmienioną regulację immunologiczną u osób z IBS. Jednak jest nadal duża luka w tym jak do tego testu podchodzić i interpretować wyniki, co wymaga dalszych badań.
W następnym artykule przyjrzymy się potencjalnym przyczynom, które mogą doprowadzać do chronicznego stanu zapalnego – tym przyczynom, na które mamy wpływ i nad którymi możemy pracować.
* Wpis ma charakter informacyjny. Wyniki badań i dolegliwości warto konsultować z lekarzem.
BIBLIOGRAFIA:
1. Male David, Brostoff Jonathan, Roth David B., Roitt Ivan.: „Immunologia”. Wydawnictwo Medyczne Urban & Partner. 2012;
2. Helen Chapel, Mansel Haeney, Siraj Misbah, Neil Snowden: “Immunologia kliniczna”. Wydawnictwo CZELEJ, 2009;
3. Sergio Marassa, Luigi Terracciano: “Illustrowany Atlas Immunologii”. Wydawnictwo MOMENTO MEDICO, 2014;
4. Christina H. Liu, Natalie D. Abrams, et.all.: Biomarkers of chronic inflammation in disease development and prevention: challenges and opportunities. Nature Immunology volume 18, pages 1175–1180 (2017);
5. Deepak Y. Kamath, Denis Xavier, et.al.: „High sensitivity C-reactive protein (hsCRP) & cardiovascular disease: An Indian perspective”. Indian J Med Res. 2015 Sep; 142(3): 261–268;
6. Abidullah Khan, Wazir Muhammad Khan, et.al.: „Ferritin Is a Marker of Inflammation rather than Iron Deficiency in Overweight and Obese People”.J Obes. 2016; 2016: 1937320;
7. Mary Ann Knovich, Jonathan A. Storey, et.al.: „Ferritin for the Clinician”.Blood Rev. 2009 May; 23(3): 95–104;
8. Kell D.B., Pretorius E.: „Serum ferritin is an important inflammatory disease marker, as it is mainly a leakage product from damaged cells.” Metallomics. 2014 Apr;6(4):748-73;
9. El-Kady I.M., El-Masry S.A.: „Pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines profile in rheumatoid arthritis patients.” Egypt J Immunol. 2008;15(1):109-14;
10. R.Vázquez-Friasa, G.Gutiérrez-Reyesb, et.al.: „Proinflammatory and anti-inflammatory cytokine profile in pediatric patients with irritable bowel syndrome”. Revista de Gastroenterología de México, Volume 80, Issue 1, January–March 2015, Pages 6-12.