Intracellular and extracellular Hsp70 in cows: Similarities and differences in physiological and pathophysiology conditions

Abstract

Proteini toplotnog šoka (Hsp) nazivaju se još i čaperoni / šaperoni predstavljaju proteine koji su neizostavni za pravilno formiranje polipeptidnog lanca; i imaju ulogu u njegovoj translokaciji u okviru ćelije. Hsp70 u ćelijama pomaže u ponovnom uspostavljanju nativne konformacije proteina koji su se denaturisali pod dejstvom različitih stresogena, tako što sprečava njihovu agregaciju, što za rezultat ima čuvanje ćelije od apoptoze i imaju antiinflamatorni efekat. Ovi proteini su klasifikovani na osnovu molekularne mase, a najznačajniji je heat shock protein 70 (Hsp70) molekularne mase oko 70 kDa, koji je označen kao “a master player in protein homeostasis”. Koncentracija Hsp značajno raste prilikom izlaganja nekom stresoru koji potiče iz same ćelije ili iz spoljašnje sredine. nogi čaperoni su indukovani pod dejstvom visokih ambijentalnih temperatura, kada se razvija univerzalni odgovor toplotnog šoka (HSR), pa je zbog toga definisan naziv heat shock proteins. Intracelularni Hsp70 (iHsp70) pokazuje svoje protektivno i antiinflamatorno dejstvo. Indukovani iHsp70 štiti ćeliju od apoptoze tako što redukuje ili blokira aktiviranje kaspaza, vezuje se za apoptozu-indukujući faktor (AIF) i inhibira AIF-indukovanu kondenzaciju hromatina ili onemogućuje oštećenje mitohondrija i fragmentaciju jedra. On blokira morfološke promene kod ćelije koje su izazvane apoptozom indukovanom pomoću tumor necrosis faktora, a nađeno je da pomaže u reparaciji ćelije prilikom oštećenja koje je izazvano inflamacijom. Antiinflamatorni efekat iHsp70 ogleda se u tome što inhibira odgovor na lipopolisaharide i blokira produkciju inflamatornih medijatora kao što je faktor nekroze tumora alfa (TNF-α), a opisani su i drugi mehanizmi. kspresija gena za produkciju Hsp70 je dobro izučena kod preživara ili njihovih ćelijskih kultura koje su izlagani visokim ambijentalnim temperaturama, a višestruki porast iHsp70 u ćelijama daje bolju adaptaciju na toplotni stres. Izučavanje eHsp70 je postalo aktuelno zbog dostupnih dijagnostičkih kitova za određivanje njegove koncentracije, a najnoviji rezultati pokazuju da je on veoma koristan prediktor mortaliteta kod pacijenata u septičnom šoku. Hsp70 prelazi u ekstracelularni prostor na nekoliko načina: izlaskom iz nekrotičnih ćelija, pod delovanjem različitih stresnih faktora i inflamacije kod neoštećenih ćelija, može biti produkovan u jetri kao protein akutne faze, a opisan je i transport egzozomima i direktan kontakt sa lipidnom membranom ćelija. roinflamatorni efekat eHsp70 ostvaruje tako što indukuje imunološke ćelije, što dalje indukuje sekreciju inflamatornih citokina (TNF-α, IL-1β, IL-6), inducibilnu azot oksid sintazu (iNOS) ekspresiju i nuklearnu translokaciju nuklearnog faktora-κB (NF-κB). rema teoriji bilansa čaperona, što je vrednost eHsp70 viša u odnosu na iHsp70, to su njegova proinflamatorna delovanja izraženija. Ova hipoteza je potvrđena i kod mlečnih krava u peripartalnom periodu.