Значение белков плазмы крови. Белки плазмы крови. функции основных фракций. Фракционирование белков плазмы в промышленных масштабах

Значение белков плазмы крови многообразно:

1. Белки обусловливают возникновение онкотического давления (см. ниже), величина которого важна для регулирования водного обмена между кровью и тканями.
2. Белки, обладая буферными свойствами, поддерживают кислотно-щелочное равновесие крови.
3. Белки обеспечивают плазме крови определенную вязкость, имеющую значение в поддержании уровня артериального давления.
4. Белки плазмы способствуют стабилизации крови, создавая условия, препятствующие оседанию эритроцитов.
5. Белки плазмы играют важную роль в свертывании крови.
6. Белки плазмы крови являются важными факторами иммунитета, т. е. невосприимчивости к заразным заболеваниям.

В плазме крови содержится несколько десятков различных белков, которые составляют три основные группы: альбумины, глобулины и фибриноген. Для разделения белков плазмы с 1937 г. применяется метод электрофореза, основанный на том, что различные белки обладают неодинаковой подвижностью в электрическом поле. С помощью электрофореза глобулины разделены на несколько фракций: α1-, α2-, β и γ - глобулины.

Электрофоретическая диаграмма белков плазмы крови приведена на рис. 1. Гамма-глобулины имеют важное значение в защите организма от вирусов, бактерий и их токсинов.

Это обусловлено тем, что так называемые антитела являются в основном γ-глобулинами. Введение их больным повышает сопротивляемость организма по отношению к инфекциям. В последнее время в плазме крови найден белковый комплекс, играющий аналогичную роль,- пропердин.

Соотношение между количеством различных белковых фракций при некоторых заболеваниях изменяется и поэтому исследование белковых фракции имеет диагностическое значение. Главным местом образования белков плазмы крови является печень. Она синтезирует альбумины и фибриноген. Глобулины же синтезируются не только в печени, но и в костном мозгу, селезенке, лимфатических узлах, т. е. в органах, относящихся к ретикуло-эндотелиальной системе организма. Во всей плазме крови содержится примерно 200-300 г белков. Обмен их происходит быстро благодаря непрерывному синтезу и распаду. Рис.1. Кривая разделения белков плазмы крови человека, полученная при электрофорезе.

Осмотическое давление белков плазмы крови

создается не только растворенными в плазме крови кристаллоидами, но также и коллоидами - белками плазмы. Осмотическое давление, обусловленное ими, называется онкотическим.

Хотя абсолютное количество белков плазмы крови равняется 7-8% и почти в 10 раз превосходит количество растворенных солеи, создаваемое ими онкотическое давление составляет всего лишь около 1/200 части осмотического давления плазмы (равного 7,6-8,1 атм.), т. е. 0,03-0,04 атм. (25-30 мм рт. ст.). Это обусловлено тем, что молекулы белков имеют очень крупные размеры и число их в плазме во много раз меньше числа молекул кристаллоидов.

Несмотря на свою малую величину, онкотическое давление играет исключительно важную роль в обмене воды между кровью и тканями. Онкотическое давление влияет на те физиологические процессы, в основе которых лежат явления фильтрации, (образование межтканевой жидкости, лимфы, мочи, всасывание воды в кишечнике). Крупные молекулы белков плазмы, как правило, не проходят через эндотелиальную стенку капилляров. Оставаясь внутри кровеносного русла, они удержчвают в крови некоторое количество воды (в соответствии с величиной их осмотического давления). Этим они способствуют сохранению относительного постоянства содержания воды в крови и тканях.

Способность белков крови удерживать воду в сосудистом русле можно доказать следующим опытом. Если производить собаке многократные кровопускания и с помощью центрифугирования отделять плазму взятой крови от эритроцитов, а последние вводить обратно в кровь в солевом растворе, то таким способом можно сильно снизить количество белков в крови. При этом у животного возникают значительные отеки. В эксперименте с изолированными органами при длительном пропускании через них раствора Рингера или Рингера - Локка наступает отек тканей. Если заменить физиологический раствор кровяной сывороткой, то начавшийся отек можно уничтожить. Именно этим объясняется необходимость вводить в состав кровезамещающих растворов коллоидные вещества. При этом онкотическое давление и вязкость таких растворов подбирают так, чтобы они были равны вязкости и онкотическому давлению крови.

Плазма крови человека в норме содержит более 100 видов белков. Примерно 90% всего белка крови составляют альбумины , иммуноглобулины , липопротеины , фибриноген , трансферрин ; другие белки присутствуют в плазме в небольших количествах.

Синтез белков плазмы крови осуществляют:

• печень – полностью синтезирует фибриноген и альбумины крови, большую часть α- и β-глобулинов,
• клетки ретикулоэндотелиальной системы (РЭС) костного мозга и лимфатических узлов – часть β-глобулинов и γ-глобулины (иммуноглобулины).

Особенности содержания белков в крови у детей

У новорожденных содержание общего белка в сыворотке крови значительно ниже, чем у взрослых, и становится минимальным к концу первого месяца жизни (до 48 г/л). Ко второму-третьему годам жизни общий белок повышается до уровня взрослых.

В течение первых месяцев жизни концентрация глобулиновых фракций низка, что приводит к относительной гиперальбуминемии до 66-76%. В периоде между 2-м и 12-м месяцами концентрация α 2 -глобулинов временно превышает взрослый уровень.

Количество фибриногена при рождении гораздо ниже, чем у взрослых (около 2,0 г/л), но к концу первого месяца достигает обычной нормы (4,0 г/л).

Типы протеинограмм

В клинической практике для сыворотки выделяют 10 типов электрофореграмм (протеинограмм ), соответствующих различным патологическим состояниям.

Тип протеинограммы	Альбумины	Фракции глобулинов				Примеры заболеваний
		α1	α2	β	γ
Острые воспаления	↓↓			-		Начальные стадии пневмоний, острые полиартриты, экссудативный туберкулез легких, острые инфекционные заболевания, сепсис, инфаркт миокарда
Хронические воспаления	↓	-		-		Поздние стадии пневмоний, хронический туберкулез легких, хронический эндокардит, холецистит, цистит и пиелит
Нарушения почечного фильтра	↓↓	-			↓	Генуинный, липоидный или амилоидный нефроз, нефрит, нефросклероз, токсикоз беременности, терминальные стадии туберкулеза легких, кахексии
Злокачественные опухоли	↓↓					Метастатические новообразования с различной локализацией первичной опухоли
Гепатиты	↓	-	-			Последствия токсического повреждения печени, гепатиты, гемолитические процессы, лейкемии, злокачественные новообразования кроветворного и лимфатического аппарата, некоторые формы полиартрита, дерматозы
Некроз печени	↓↓	-	↓			Цирроз печени, тяжелые формы индуративного туберкулеза легких, некоторые формы хронического полиартрита и коллагенозов
Механические желтухи	↓	-				Обтурационная желтуха, желтухи, вызванные развитием рака желчевыводящих путей и головки поджелудочной железы
α 2 -глобулиновые плазмоцитомы	↓	↓		↓	↓	α 2 -Плазмоцитомы
β-глобулиновые плазмоцитомы	↓	↓	↓		↓	β 1 -Плазмоцитомы, β 1 -плазмоклеточная лейкемия и макроглобулинемия Вальденштрема
γ-глобулиновые плазмоцитомы	↓	↓	↓	↓		γ-Плазмоцитомы, макроглобулинемия и некоторые ретикулезы

Белки являются основными компонентами плазмы крови.

Белки плазмы крови выполняют ряд важных функций:

• определяют физико-химические константы крови (вязкость, рН, онкотическое давление)
• транспортная функция – перенос водонерастворимых веществ, ионов металлов
• защитная функция – входят в состав антител
• участвуют в свёртывании крови – гемокоагуляция
• регуляторная функция – в плазме присутствуют белковые гормоны, ферменты
• представляют резерв аминокислот и связанных с ними металлов

Методом высаливания белки плазмы крови делятся на 3 фракции: альбумины - 30-50 г/л, глобулины- 20-30 г/л, фибриноген - 2-4 г/л

Методом электрофореза на бумаге всœе белки плазмы крови делятся на 5 фракций: альбумины и α 1 , α 2 , β, γ - глобулины

На альбумины приходится 60% всœех белков плазмы крови. Альбумины имеют молекулярную массу меньше 100 тысяч д, богаты полярными гидрофильными аминокислотами, электрофоретически подвижны. Альбумины растворяются в дистиллированной воде, высаливаются 100% раствором (NH 4) 2 SO 4. Альбумины, синтезируются в печени, выполняют транспортную функцию, определяют физико-химические свойства крови.

Глобулины составляют 40% всœех белков плазмы крови. Глобулины – гетерогенная фракция белков. Содержание α 1 -глобулинов равняется 4%, α 2 - глобулинов - 8%, β- глобулинов -12%, γ- глобулинов - 16%. Молекулярная масса глобулинов около 200 тысяч д. Οʜᴎ менее гидрофильны, растворяются в 10% растворах солей, осаждаются 50% (NH 4) 2 SO 4 . Глобулины синтезируется в печени, лимфоцитах, макрофагах. К основным функциям глобулинов относятся транспортная, защитная функции.

В составе глобулиновой фракции выделяют отдельные белки .

Белки α 1 - глобулиновой фракции

Протромбин - белок свёртывающей системы крови

α 1 - гликопротеид – переносит некоторые стероидные гормоны

α 1 – антитрипсин – ингибитор трипсина

Орозомукоид – гликопротеид, ингибитор протеаз, обладает иммуномодуляторным действием

Белки α 2 -фракции глобулинов

Гаптоглобин – переносит гемоглобин

α 2 - макроглобулин – обладает антипротеазной активностью, является ингибитором свёртывающей и фибринолитической системы крови, ингибитор синтеза кининов

С-реактивный белок даёт реакцию преципитации с пневмококком, обладает антипротеазной активностью.

Церулоплазмин – медьпереносящий белок, обладает ферментативной оксидазной активностью.

Белки β - фракции глобулинов

С реактивный белок – белок, участвующий в воспалительной реакции

Трансферрин – переносит желœезо, входит в антиоксидантную систему крови.

Гемопексин – переносит гемм, порфирины, гемоглобин

Фибриноген – фактор свёртываемости крови.

Белки γ- фракцииглобулинов представлены антителами или иммуноглобулинами (Ig) 3-х базовых видов: G, А, М и минорными: Д, Е . У новорожденных представлены всœе виды иммуноглобулинов, но содержание их ниже, чем у взрослых людей. В данный период основным является IgG, который проходит плацентарный барьер и попадает в плод из организма матери. К возрасту 1 год содержание IgG становится равным его содержанию у взрослых, к 2 годам концентрация IgА достигает уровня взрослых.

Все иммуноглобулины построены по одному принципу. В их составе представлены две тяжелых Н цепи (500-60 аминокислот) и две легких L цепи (до 200 аминокислот), цепи соединяются дисульфидными связями. Вторичная структура Н и L цепей имеет β - складчатую укладку, цепи параллельны, в их составе выделяют доменные участки. В составе цепей есть постоянные участки и вариабельные участки, за счёт которых и происходит взаимодействие Ig с большим количеством антигенов. В IgА содержатся 3 ʼʼвилкиʼʼ, в IgМ – 5 ʼʼвилокʼʼ.

В плазме крови в небольшой концентрации присутствуют белки интерфероны (ИФ ) различных видов:

α – (ИФА) синтезируются в лимфоцитах и макрофагах

β – (ИФБ) синтезируются в фибробластах

γ – (ИФГ) синтезируются в различных тканях и в Т-лимфоцитах

Интерфероны обладают антипролиферативным действием, стимулируют дифференцировку клеток, оказывают противоопухолевый эффект, активируют иммунные процессы. Концентрация интерферонов возрастает при вирусных заболеваниях. Интерфероны обладают антивирусной активностью, которая связана с активацией иммунитета͵ угнетением РНК - полимеразы, активацией РНК - азы.

Ферменты плазмы крови делятся на 3 группы.

Секреторные ферменты синтезируются в печени и секретируются в кровь. Их примерами являются холинэстераза, факторы свёртывания крови. В норме активность ферментов данной группы выше, чем при заболеваниях.

Экскреторные ферменты синтезируются в печени, экскретируются в жёлчь (щелочная фосфатаза). При заболеваниях активность экскреторных ферментов увеличивается.

Индикаторные ферменты в норме практически отсутствует в плазме крови, при заболеваниях их активность растёт.

Белки плазмы крови - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Белки плазмы крови" 2017, 2018.

Основой плазмы крови являются белки, содержащиеся в пределах от 60 до 80 г/л, что составляет примерно четыре процента от всех белков организма. В плазме человеческой крови насчитывается около сотни различных белков. По подвижности их делят на альбумины и глобулины. Первоначально такое деление было основано на методе растворимости: альбумины растворяются в чистой жидкости, а глобулины - только при наличии нитратов.

Белки плазмы

Среди белков больше в крови альбумина - около 45 г/л. Он играет огромную роль в поддержании КО давления в крови, а также служит резервуаром для резерва аминокислот.

Альбумины и глобулины имеют различные способности. Первый вид белков может связывать липофильные вещества. Таким образом у конгломератов появляется возможность работать в качестве белков-переносчиков длинноцепочечных жирных кислот, различных медикаментов, билирубина, витаминов, стероидных гормонов. Также альбумин способен связывать ионы магния и кальция.

Белки альбумины и глобулины выступают в роли транспорта для тироксина, его метаболита иодтиронина.

Разрушение и образование белков

Большая часть белков плазмы формируется в печени, за исключением иммуноглобулинов (продуцируются клетками иммунной системы) и пептидов (вырабатываются эндокринной системой).

Альбумины и глобулины разные по строению. Все белки, кроме альбумина, относятся к гликопротеинам, содержание олигосахариды и прикрепляются к остаткам аминокислот. В качестве концевого остатка часто выступает ацетилнейраминовая кислота. Если она отщепляется нейраминидазой, на поверхности белка появляются концевые остатки галактозы. Остатки десиалированных белков распознаются, начинают менять галактозы на гепатоцитах. В печени эти уже устарелые белки удаляются методом эндоцитоза. Таким образом сахариды на поверхности устанавливают время жизни белков плазмы, а также определяют полупериод выведения, который может составлять до нескольких недель.

В здоровом организме концентрация альбуминов и глобулинов в крови поддерживается на постоянном уровне. Но бывают ситуации, когда показатели изменяются. Это происходит при заболеваниях органов, принимающих участие в синтезе и катаболизме белков. Повреждение клеток посредством цитокинов повышает формирование белков альбуминов, глобулинов, фибриногенов и некоторых других.

Электрофорез

Белки и прочие заряженные макромолекулы можно разделить электрофорезом. Среди всех существующих методов деления особенно важно выделить электрофорез на носителе, а именно - на ацетилцеллюлозной пленке. При этом сыворочные белки движутся к аноду, разделяясь на несколько фракций. После деления белки окрашиваются с помощью красителя, что позволяет оценить количество белка в окрашенных полосах.

Соотношение белков

При анализе количества белка в плазме крови, определяют не только уровень альбумина и глобулина, но и определяют отношение этих веществ друг к другу. В норме должно быть соотношение 2:1 При отклонении от этих показателях говорят о патологии.

Снижение отношения альбумина к глобулину может указывать на следующее:

• снижение синтеза альбумина - цирроз печени;
• низкий уровень альбумина может наблюдаться при патологиях почек.

Повышение отношения альбумина к глобулину может говорить о таких патологиях:

• гипотиреоз;
• лейкемия;
• новообразования;
• нарушение выработки гормона роста.

При снижении глобулина также в некоторых случаях выявляют аутоиммунные болезни, миелома.

Альбумины помогают поддерживать осмотическое давление в организме. Проведенный тест на общий белок позволяет оценить, как протекает болезнь, вести мониторинг онкологии, выявлять нарушения функций почек и печени, определять причину отеков, а также оценивать качество питания.

Белковую фракцию плазмы составляет несколько десятков различных белков. Большая величина молекул дает основание относить их к коллоидам. Присутствие коллоидов в плазме обусловливает ее вязкость.

Белки плазмы различают по строению и функциональным свойствам. Их количественное и качественное определение производят специальными методами электрофореза, основанного на различной подвижности белков в электрическом поле, ультрацентрифугирования, иммуноэлектрофореза, при котором в электрическом поле передвигаются целые комплексы связанных со специфическими антителами молекул. В плазме крови человека содержится примерно 200-300 г белка. Белки плазмы делят на две основные группы: альбумины и глобулины. В глобулиновую фракцию входит фибриноген.

Альбумины. Альбумины составляют около 60% белков плазмы. Их высокая концентрация, большая подвижность при относительно небольших размерах молекулы, определяют онкотическое давление плазмы. Большая общая поверхность мелких молекул альбумина играет существенную роль в транспорте кровью различных веществ, таких как билирубин, соли тяжелых металлов жирные кислоты, фармакологические препараты (сульфаниламиды, антибиотики и др.). Известно, что, например, одна молекула альбумина может одновременно связать 25-50 молекул билирубина.

Глобулины. Эту группу белков электрофоретически, по показателям подвижности, разделяют на несколько фракций: α 1 -, α 2 -, β 3 - и γ-глобулины. С помощью иммуноэлектрофореза эти фракции подразделяют на мелкие субфракции более однородных белков. Так, во фракции α 1 -глобулинов имеются белки, простетической группой которых являются углеводы. Эти белки называются гликопротеинами. В составе гликопротеинов циркулирует около 60% всей глюкозы плазмы. Еще одна группа - мукопротеины - содержит мукополисахариды, фракцию аз составляет медьсодержащий белок церулоплазмин, в котором на каждую белковую молекулу приходится восемь атомов меди. Таким образом связывается около 90% всей содержащейся в плазме меди. В плазме имеются еще тироксинсвязывающий и другие белки.

β -глобулины. участвуют в транспорте фосфолипидов, холестерина, стероидных гормонов, металлических катионов. Они удерживают в растворе около 75% всех липидов плазмы. Металлсодержащий белок трансферрин осуществляет перенос железа кровью. Каждая молекула трансферрина несет два атома железа.

γ-глобулины характеризуются самой низкой электрофоретической подвижностью. В эту фракцию белков входят различные антитела, защищающие организм от вторжения вирусов и бактерий. Количество этой фракции возрастает при иммунизации животных. К γ-глобулинам относятся также агглютинины крови.

Фибриноген занимает промежуточное положение между фракциями β- и γ-глобулинов. Этот белок образуется в клетках печени и ретикулоэндотелиальной системы; обладает свойством становиться нерастворимым в определенных условиях (под воздействием тромбина), принимать при этом волокнистую структуру, переходя в фибрин. Содержание фибриногена в плазме крови составляет всего 0,3%, но именно его переходом в фибрин обусловливается свертывание крови и превращение ее в течение нескольких минут в плотный сгусток. Сыворотка крови по своему составу отличается от плазмы только отсутствием фибриногена.

Альбумины и фибриноген образуются в печени, глобулины в печени красном костном мозгу, селезенке, лимфатических узлах. При нормальном питании в организме человека за 1 сут вырабатывается около 17 г альбумина и

5 г глобулина. Период полураспада альбумина составляет 10-15 сут глобулина - 5 сут.

Белки плазмы вместе с электролитами являются ее функциональными элементами. С их помощью в значительной степени осуществляется транспорт веществ из крови к тканям. К числу транспортируемых компонентов относятся питательные вещества, витамины, микроэлементы, гормоны, ферменты а также конечные продукты обмена веществ.

Из питательных веществ самую большую часть составляют липиды. Их концентрация колеблется в широком диапазоне, но максимальное содержание отмечается после приема жирной пищи. На относительно постоянном уровне удерживаются переносимая плазмой глюкоза (44,4-66,6 ммоль/л) и аминокислотные остатки (4 мг%). Витамины могут переноситься либо в связанному белками, либо в свободном виде. Их уровень в плазме также подвержен колебаниям и зависит не только от их содержания в продуктах питания и синтеза кишечной флорой, но и от наличия особого фактора, облегчающего их всасывание в кишке.

Микроэлементы циркулируют в плазме в виде металлсодержащих белков (Со и др.) или белковых комплексов (Fe). Из конечных продуктов обмена наибольшей концентрации, особенно при тяжелой мышечной работе и недостатке кислорода, достигает молочная кислота. Не использованные организмом и подлежащие удалению конечные продукты обмена веществ (мочевина, мочевая кислота, билирубин, аммиак) доставляются плазмой к почкам, где и удаляются с мочой.

Белки плазмы в силу способности связывать большое число циркулирующих в плазме низкомолекулярных соединений участвуют, кроме того, в поддержании постоянства осмотического давления. Им принадлежит ведущая роль в таких процессах, как образование тканевой жидкости, лимфы, мочи, всасывание воды.