Význam bílkovin krevní plazmy. Proteiny krevní plazmy. funkce hlavních frakcí. Frakcionace plazmatických proteinů v průmyslovém měřítku

Význam proteiny krevní plazmy rozmanité:

1. Proteiny vyvolávají onkotický tlak (viz níže), jehož velikost je důležitá pro regulaci výměny vody mezi krví a tkáněmi.
2. Proteiny, které mají pufrační vlastnosti, udržují acidobazickou rovnováhu krve.
3. Proteiny poskytují krevní plazmě určitou viskozitu, která je důležitá pro udržení hladiny krevního tlaku.
4. Plazmatické proteiny pomáhají stabilizovat krev a vytvářejí podmínky, které brání sedimentaci červených krvinek.
5. Plazmatické proteiny hrají důležitou roli při srážení krve.
6. Proteiny krevní plazmy jsou důležitými faktory imunity, tj. imunity vůči infekčním chorobám.

Krevní plazma obsahuje několik desítek různých proteinů, které tvoří tři hlavní skupiny: albuminy, globuliny a fibrinogen. Od roku 1937 se k separaci plazmatických proteinů používá metoda elektroforézy, založená na skutečnosti, že různé proteiny mají různou pohyblivost v elektrickém poli. Pomocí elektroforézy se globuliny dělí na několik frakcí: α1-, α2-, β a γ - globuliny.

Elektroforetický diagram proteiny krevní plazmy zobrazeno na rýže. 1. Gamaglobuliny jsou důležité při ochraně těla před viry, bakteriemi a jejich toxiny.

Je to dáno tím, že tzv. protilátky jsou především γ-globuliny. Jejich podávání pacientům zvyšuje odolnost organismu vůči infekcím. Nedávno byl v krevní plazmě nalezen proteinový komplex, který hraje podobnou roli – properdin.

Vztah mezi množstvím různých proteinových frakcí se u některých onemocnění mění, a proto má studium proteinových frakcí diagnostickou hodnotu. Hlavním místem tvorby bílkovin krevní plazmy jsou játra. Syntetizuje albumin a fibrinogen. Globuliny se syntetizují nejen v játrech, ale také v kostní dřeni, slezině, lymfatických uzlinách, tj. v orgánech patřících do retikuloendoteliálního systému těla. Celá krevní plazma obsahuje přibližně 200-300 g bílkovin. K jejich výměně dochází rychle díky nepřetržité syntéze a rozpadu. Obr. 1. Křivka separace proteinů lidské plazmy získaná elektroforézou.

Osmotický tlak bílkovin krevní plazmy

je tvořena nejen krystaloidy rozpuštěnými v krevní plazmě, ale také koloidy – plazmatickými bílkovinami. Jimi způsobený osmotický tlak se nazývá onkotický.

Přestože absolutní množství plazmatických bílkovin je 7-8% a téměř 10x větší než množství rozpuštěných solí, onkotický tlak, který vytvářejí, je pouze asi 1/200 osmotického tlaku plazmy (rovno 7,6-8,1 atm), t.e. 0,03-0,04 atm. (25-30 mmHg). To je způsobeno skutečností, že molekuly proteinů jsou velmi velké a jejich počet v plazmě je mnohonásobně menší než počet molekul krystaloidů.

I přes svou malou hodnotu hraje onkotický tlak mimořádně důležitou roli při výměně vody mezi krví a tkáněmi. Onkotický tlak ovlivňuje ty fyziologické procesy, které jsou založeny na filtračních jevech (tvorba intersticiální tekutiny, lymfy, moči, vstřebávání vody ve střevech). Velké molekuly plazmatických proteinů zpravidla neprocházejí endoteliální stěnou kapilár. Zůstávají v krevním řečišti a zadržují určité množství vody v krvi (v souladu s hodnotou jejich osmotického tlaku). Tím pomáhají udržovat relativní stálost obsahu vody v krvi a tkáních.

Schopnost krevních bílkovin zadržovat vodu v cévním řečišti lze prokázat následujícím pokusem. Pokud u psa provádíte opakované odběry krve a pomocí centrifugace oddělíte plazmu odebrané krve od červených krvinek a ty se vstřikují zpět do krve ve fyziologickém roztoku, můžete tímto způsobem výrazně snížit množství bílkovin v krvi. V tomto případě zvíře zažívá výrazné otoky. Při experimentu s izolovanými orgány, kdy jimi dlouhodobě prochází Ringerův nebo Ringer-Lockeův roztok, dochází k edému tkáně. Pokud nahradíte fyziologický roztok krevním sérem, pak může být otok, který začal, zničen. To vysvětluje nutnost zavádět koloidní látky do roztoků pro náhradu krve. V tomto případě se onkotický tlak a viskozita takových roztoků volí tak, aby se rovnaly viskozitě a onkotickému tlaku krve.

Lidská krevní plazma běžně obsahuje více než 100 druhů bílkovin. Přibližně 90 % všech krevních bílkovin tvoří albumin. imunoglobuliny lipoproteiny, fibrinogen, transferin; jiné proteiny jsou v plazmě přítomny v malých množstvích.

Syntéza proteinů krevní plazmy se provádí:

• játra – kompletně syntetizují fibrinogen a krevní albuminy, většinu α- a β-globulinů,
• buňky retikuloendoteliálního systému(RES) kostní dřeně a lymfatických uzlin - součást β-globulinů a γ-globulinů (imunoglobulinů).

Zvláštnosti obsahu bílkovin v krvi dětí

U novorozenců je obsah celkových bílkovin v krevním séru výrazně nižší než u dospělých a do konce prvního měsíce života se stává minimálním (až 48 g/l). Do druhého nebo třetího roku života se celkový obsah bílkovin zvyšuje na úroveň dospělých.

Během prvních měsíců života soustředění globulinové frakce je nízká, což vede k relativní hyperalbuminémii až 66–76 %. V období mezi 2. a 12. měsícem koncentrace α 2 -globulinů přechodně překračuje úroveň dospělých.

Množství fibrinogenu při narození je mnohem nižší než u dospělých (asi 2,0 g/l), ale na konci prvního měsíce dosahuje normální hladiny (4,0 g/l).

Typy proteinogramů

V klinické praxi se pro sérum rozlišuje 10 typů elektroferogramů ( proteinogram), odpovídající různým patologickým stavům.

Typ proteinogramu	albumin	Globulinové frakce				Příklady nemocí
		α1	α2	β	γ
Akutní zánět	↓↓			-		Počáteční stadia pneumonie, akutní polyartritida, exsudativní plicní tuberkulóza, akutní infekční onemocnění, sepse, infarkt myokardu
Chronický zánět	↓	-		-		Pozdní stadia pneumonie, chronická plicní tuberkulóza, chronická endokarditida, cholecystitida, cystitida a pyelitida
Poruchy ledvinového filtru	↓↓	-			↓	Pravá, lipoidní nebo amyloidní nefróza, nefritida, nefroskleróza, toxikóza těhotenství, konečná plicní tuberkulóza, kachexie
Zhoubné nádory	↓↓					Metastatické novotvary s různou lokalizací primárního nádoru
Hepatitida	↓	-	-			Následky toxického poškození jater, hepatitidy, hemolytické procesy, leukémie, zhoubné novotvary krvetvorného a lymfatického aparátu, některé formy polyartritidy, dermatózy
Nekróza jater	↓↓	-	↓			Jaterní cirhóza, těžké formy indurativní plicní tuberkulózy, některé formy chronické polyartritidy a kolagenózy
Mechanická žloutenka	↓	-				Obstrukční žloutenka, žloutenka způsobená rozvojem rakoviny žlučových cest a hlavy slinivky břišní
a2-globulinové plazmocytomy	↓	↓		↓	↓	a2-Plazmocytomy
β-globulinové plazmocytomy	↓	↓	↓		↓	β 1 - Plazmocytomy, β 1 - leukémie z plazmatických buněk a Waldenströmova makroglobulinémie
γ-globulinové plazmocytomy	↓	↓	↓	↓		γ-plazmocytomy, makroglobulinémie a některé retikulózy

Bílkoviny jsou hlavní složkou krevní plazmy.

Proteiny krevní plazmy plní řadu důležitých funkcí:

• určit fyzikálně-chemické konstanty krve (viskozita, pH, onkotický tlak)
• transportní funkce – přenos ve vodě nerozpustných látek, kovových iontů
• ochranná funkce – součást protilátek
• podílet se na srážení krve – hemokoagulaci
• regulační funkce – plazma obsahuje bílkovinné hormony, enzymy
• představují rezervu aminokyselin a souvisejících kovů

Proteiny krevní plazmy se metodou vysolování dělí na 3 frakce: albumin - 30-50 g/l, globuliny - 20-30 g/l, fibrinogen - 2-4 g/l

Pomocí elektroforézy na papíře jsou všechny proteiny krevní plazmy rozděleny do 5 frakcí: albuminy a α 1, α 2, β, γ - globuliny

Na albuminy tvoří 60 % všech bílkovin krevní plazmy. Albuminy mají molekulovou hmotnost menší než 100 tisíc d, jsou bohaté na polární hydrofilní aminokyseliny a jsou elektroforeticky mobilní. Albuminy se rozpustí v destilované vodě, vysolí se 100% roztokem (NH 4) 2 SO 4. Albuminy se syntetizují v játrech, plní transportní funkci a určují fyzikálně-chemické vlastnosti krve.

Globuliny tvoří 40 % všech bílkovin krevní plazmy. Globuliny jsou heterogenní frakce proteinů. Obsah α 1 -globulinů je 4 %, α 2 - globulinů - 8 %, β-globulinů -12 %, γ-globulinů - 16 %. Molekulová hmotnost globulinů je asi 200 tisíc Jsou méně hydrofilní, rozpouštějí se v 10% solných roztocích a srážejí 50% (NH 4) 2 SO 4. Globuliny jsou syntetizovány v játrech, lymfocytech a makrofázích. Mezi hlavní funkce globulinů patří transportní a ochranná funkce.

Frakce globulinu obsahuje: jednotlivé proteiny .

Veverky α 1 - globulinová frakce

Protrombin- bílkovina systému srážení krve

a 1 - glykoprotein– transportuje některé steroidní hormony

α 1 – antitrypsin- inhibitor trypsinu

Orosomukoid– glykoprotein, inhibitor proteázy, má imunomodulační účinek

Veverky α 2 -frakce globulinů

Haptoglobin- transportuje hemoglobin

α 2 - makroglobulin– má antiproteázovou aktivitu, je inhibitorem krevního koagulačního a fibrinolytického systému, inhibitorem syntézy kininů

C-reaktivní protein dává precipitační reakci s pneumokokem a má antiproteázovou aktivitu.

Ceruloplasmin– protein transportující měď, má enzymatickou oxidázovou aktivitu.

Veverky β - globulinové frakce

C-reaktivní protein– protein účastnící se zánětlivé reakce

transferin– transportuje železo, je součástí antioxidačního systému krve.

Hemopexin– transportuje hem, porfyriny, hemoglobin

fibrinogen– faktor srážení krve.

Veverky γ-globulinové frakce jsou reprezentovány protilátkami nebo imunoglobuliny (Ig) 3 základních typů: G, A, M a vedlejší: D, E. Unovorozenci Zastoupeny jsou všechny typy imunoglobulinů, ale jejich obsah je nižší než u dospělých. Během tohoto období je hlavní IgG, který prochází placentární bariérou a vstupuje do plodu z těla matky. Ve věku 1 roku se obsah IgG vyrovná jeho obsahu u dospělých, o 2 roky dosahuje koncentrace IgA úrovně dospělých.

Všechny imunoglobuliny jsou postaveny na stejném principu. Obsahují dva těžké H řetězce (500-60 aminokyselin) a dva lehké L řetězce (do 200 aminokyselin), řetězce jsou spojeny disulfidovými vazbami. Sekundární struktura řetězců H a L má β-složené uspořádání, řetězce jsou paralelní a svým složením se rozlišují úseky domén. Řetězce obsahují konstantní oblasti a variabilní oblasti, díky nimž Ig interaguje s velkým počtem antigenů. IgA obsahuje 3 vidličky, IgM obsahuje 5 vidliček.

Proteiny jsou v krevní plazmě přítomny v malých koncentracích interferony (IF ) různých typů:

α – (ELISA) jsou syntetizovány v lymfocytech a makrofázích

β – (IPB) jsou syntetizovány ve fibroblastech

γ – (IFG) jsou syntetizovány v různých tkáních a v T-lymfocytech

Interferony mají antiproliferativní účinek, stimulují buněčnou diferenciaci, působí protinádorově a aktivují imunitní procesy. Koncentrace interferonů se zvyšuje u virových onemocnění. Interferony mají antivirovou aktivitu, která je spojena s aktivací imunitního systému, inhibicí RNA polymerázy a aktivací RNAázy.

Enzymy krevní plazmy jsou rozděleny do 3 skupin.

Sekreční enzymy syntetizovány v játrech a vylučovány do krve. Příklady jsou cholinesteráza a faktory srážení krve. Normálně je aktivita enzymů této skupiny vyšší než u nemocí.

Vylučovací enzymy syntetizován v játrech a vylučován do žluči (alkalická fosfatáza). Při onemocněních se zvyšuje aktivita vylučovacích enzymů.

Indikátorové enzymy Normálně se v krevní plazmě při onemocněních prakticky nevyskytují, jejich aktivita se zvyšuje.

Proteiny krevní plazmy - pojem a typy. Klasifikace a vlastnosti kategorie "Blood plasma proteins" 2017, 2018.

Základem krevní plazmy jsou bílkoviny obsažené v rozmezí od 60 do 80 g/l, což jsou přibližně čtyři procenta všech bílkovin v těle. V lidské krevní plazmě je asi sto různých proteinů. Podle pohyblivosti se dělí na albuminy a globuliny. Zpočátku bylo toto dělení založeno na metodě rozpustnosti: albuminy se rozpouštějí v čisté kapalině a globuliny pouze v přítomnosti dusičnanů.

Plazmatické proteiny

Z bílkovin je v krvi více albuminu – asi 45 g/l. Hraje obrovskou roli při udržování krevního tlaku a slouží také jako rezervoár pro zásoby aminokyselin.

Albuminy a globuliny mají různé schopnosti. První typ proteinů může vázat lipofilní látky. Konglomeráty tak mají možnost fungovat jako nosné proteiny mastných kyselin s dlouhým řetězcem, různých léků, bilirubinu, vitamínů a steroidních hormonů. Albumin je také schopen vázat ionty hořčíku a vápníku.

Proteiny albumin a globulin působí jako transportéry pro tyroxin, jeho metabolit jodothyronin.

Destrukce a tvorba bílkovin

Většina plazmatických bílkovin se tvoří v játrech, výjimkou jsou imunoglobuliny (produkované buňkami imunitního systému) a peptidy (produkované endokrinním systémem).

Albuminy a globuliny mají různé struktury. Všechny proteiny, kromě albuminu, patří ke glykoproteinům, obsahují oligosacharidy a jsou připojeny k aminokyselinovým zbytkům. Koncovým zbytkem je často kyselina acetylneuraminová. Pokud je štěpen neuraminidázou, objeví se na povrchu proteinu terminální galaktózové zbytky. Jsou rozpoznány zbytky desialylovaných proteinů a začnou měnit galaktózy na hepatocytech. V játrech jsou tyto již zastaralé proteiny odstraněny endocytózou. Sacharidy na povrchu tedy určují životnost plazmatických proteinů a také určují poločas eliminace, který může být až několik týdnů.

Ve zdravém těle je koncentrace albuminu a globulinů v krvi udržována na konstantní úrovni. Existují však situace, kdy se ukazatele mění. K tomu dochází u onemocnění orgánů zapojených do syntézy a katabolismu bílkovin. Poškození buněk cytokiny zvyšuje tvorbu proteinů albuminu, globulinů, fibrinogenů a některých dalších.

Elektroforéza

Proteiny a další nabité makromolekuly lze oddělit elektroforézou. Mezi všemi existujícími metodami dělení je zvláště důležité zdůraznit elektroforézu na nosiči, konkrétně na filmu z acetátu celulózy. V tomto případě se syrovátkové proteiny pohybují směrem k anodě a dělí se do několika frakcí. Po rozdělení jsou proteiny obarveny pomocí barviva, které umožňuje posoudit množství proteinu v obarvených pásech.

Poměr bílkovin

Při rozboru množství bílkovin v krevní plazmě se zjišťuje nejen hladina albuminu a globulinu, ale zjišťuje se i vzájemný poměr těchto látek. Normálně by měl být poměr 2:1 Odchylky od těchto indikátorů indikují patologii.

Snížení poměru albuminu ke globulinu může naznačovat následující:

• snížená syntéza albuminu - cirhóza jater;
• nízké hladiny albuminu lze pozorovat u ledvinových patologií.

Zvýšení poměru albuminu ke globulinu může naznačovat následující patologie:

• hypotyreóza;
• leukémie;
• novotvary;
• narušení produkce růstového hormonu.

S poklesem globulinu se v některých případech zjišťují i ​​autoimunitní onemocnění, myelom.

Albumin pomáhá udržovat osmotický tlak v těle. Test na celkovou bílkovinu umožňuje posoudit, jak onemocnění postupuje, sledovat onkologii, identifikovat dysfunkci ledvin a jater, určit příčinu otoků a také posoudit kvalitu výživy.

Proteinová frakce plazmy se skládá z několika desítek různých proteinů. Velká velikost molekul dává důvod klasifikovat je jako koloidy. Přítomnost koloidů v plazmě určuje její viskozitu.

Plazmatické proteiny se vyznačují strukturou a funkčními vlastnostmi. Jejich kvantitativní a kvalitativní stanovení se provádí pomocí speciálních metod elektroforézy, založených na rozdílné pohyblivosti proteinů v elektrickém poli, ultracentrifugaci, imunoelektroforéze, při které se v elektrickém poli pohybují celé komplexy molekul spojených se specifickými protilátkami. Lidská krevní plazma obsahuje přibližně 200-300 g bílkovin. Plazmatické proteiny se dělí do dvou hlavních skupin: albuminy A globuliny. Globulinová frakce zahrnuje fibrinogen.

albumin. Albumin tvoří asi 60 % plazmatických bílkovin. Jejich vysoká koncentrace, vysoká mobilita s relativně malými molekulovými velikostmi určují onkotický tlak plazmy. Velký celkový povrch malých molekul albuminu hraje významnou roli v krevním transportu různých látek, jako je bilirubin, soli těžkých kovů, mastné kyseliny, farmakologická léčiva (sulfonamidy, antibiotika atd.). Je známo, že například jedna molekula albuminu může současně vázat 25-50 molekul bilirubinu.

Globuliny. Tato skupina proteinů je elektroforeticky, podle ukazatelů mobility, rozdělena do několika frakcí: α 1 -, α 2 -, β 3 - a γ-globuliny. Pomocí imunoelektroforézy se tyto frakce rozdělí na malé podfrakce homogennějších proteinů. Ano, ve frakci α 1 -globuliny Existují proteiny, jejichž protetickou skupinou jsou sacharidy. Tyto proteiny se nazývají glykoproteiny. Asi 60 % veškeré glukózy v plazmě cirkuluje jako součást glykoproteinů. Další skupina - mukoproteiny - obsahuje mukopolysacharidy, a-frakce se skládá z proteinu obsahujícího měď ceruloplasmin, ve kterém je osm atomů mědi pro každou molekulu proteinu. Tímto způsobem je vázáno asi 90 % veškeré mědi obsažené v plazmě. V plazmě jsou také tyroxin vázající a další proteiny.

β -globuliny.účastní se transportu fosfolipidů, cholesterolu, steroidních hormonů a kationtů kovů. Obsahují asi 75 % všech plazmatických lipidů v roztoku. Protein obsahující kov transferin transportuje železo v krvi. Každá molekula transferinu nese dva atomy železa.

y-globuliny vyznačující se nejnižší elektroforetickou pohyblivostí. Tato proteinová frakce zahrnuje různé protilátky, které chrání tělo před invazí virů a bakterií. Množství této frakce se zvyšuje, když jsou zvířata imunizována. zahrnují také y-globuliny aglutininy krev.

fibrinogen zaujímá mezipolohu mezi β- a γ-globulinovými frakcemi. Tento protein je produkován v buňkách jater a retikuloendoteliálního systému; má tu vlastnost, že se za určitých podmínek (pod vlivem trombinu) stává nerozpustným, přičemž získává vláknitou strukturu a mění se na fibrin. Obsah fibrinogenu v krevní plazmě je pouze 0,3 %, ale právě jeho přechod na fibrin způsobuje srážení krve a její přeměnu v hustou sraženinu během pár minut. Krevní sérum se složením liší od plazmy pouze v nepřítomnosti fibrinogenu.

Albumin a fibrinogen se tvoří v játrech, globuliny v játrech, červené kostní dřeni, slezině a lymfatických uzlinách. Při běžné výživě lidské tělo produkuje asi 17 g albuminu a

5 g globulinu. Poločas rozpadu albuminu je 10-15 dní globulinu je 5 dní.

Plazmatické proteiny jsou spolu s elektrolyty jeho funkčními prvky. S jejich pomocí se látky ve velké míře transportují z krve do tkání. Mezi transportované složky patří živiny, vitamíny, mikroelementy, hormony, enzymy a také konečné produkty metabolismu.

Největší podíl živin je lipidy. Jejich koncentrace se pohybuje v širokém rozmezí, ale maximální obsah je pozorován po konzumaci tučných jídel. Plazmou transportovaná glukóza (44,4-66,6 mmol/l) a aminokyselinové zbytky (4 mg %) jsou udržovány na relativně konstantní úrovni. Vitamíny mohou být transportovány buď vázané na bílkoviny, nebo ve volné formě. Jejich plazmatické hladiny také podléhají kolísání a závisí nejen na jejich obsahu v potravinách a syntéze střevní flórou, ale také na přítomnosti speciálního faktoru, který usnadňuje jejich vstřebávání ve střevě.

Mikroelementy cirkulují v plazmě ve formě proteinů obsahujících kov (Co atd.) nebo proteinových komplexů (Fe). Z konečných produktů metabolismu dosahuje nejvyšší koncentrace kyselina mléčná, zejména při těžké svalové práci a nedostatku kyslíku. Konečné produkty metabolismu (močovina, kyselina močová, bilirubin, amoniak), které tělo nevyužívá a musí být odstraněny, jsou dodávány plazmou do ledvin, kde jsou odstraněny močí.

Plazmatické proteiny se díky své schopnosti vázat velké množství nízkomolekulárních sloučenin cirkulujících v plazmě podílejí i na udržování konstantního osmotického tlaku. Hrají vedoucí roli v procesech, jako je tvorba tkáňového moku, lymfy, moči a vstřebávání vody.