Význam bielkovín krvnej plazmy. Proteíny krvnej plazmy. funkcie hlavných frakcií. Frakcionácia plazmatických proteínov v priemyselnom meradle

Význam proteíny krvnej plazmy rôznorodé:

1. Proteíny spôsobujú vznik onkotického tlaku (pozri nižšie), ktorého veľkosť je dôležitá pre reguláciu výmeny vody medzi krvou a tkanivami.
2. Proteíny, ktoré majú tlmiace vlastnosti, udržujú acidobázickú rovnováhu krvi.
3. Proteíny poskytujú krvnej plazme určitú viskozitu, ktorá je dôležitá pri udržiavaní hladiny krvného tlaku.
4. Plazmatické proteíny pomáhajú stabilizovať krv a vytvárajú podmienky, ktoré zabraňujú sedimentácii červených krviniek.
5. Plazmatické proteíny hrajú dôležitú úlohu pri zrážaní krvi.
6. Proteíny krvnej plazmy sú dôležitými faktormi imunity, t.j. imunity voči infekčným chorobám.

Krvná plazma obsahuje niekoľko desiatok rôznych proteínov, ktoré tvoria tri hlavné skupiny: albumíny, globulíny a fibrinogén. Od roku 1937 sa na separáciu plazmatických bielkovín používa metóda elektroforézy založená na skutočnosti, že rôzne bielkoviny majú rôznu pohyblivosť v elektrickom poli. Pomocou elektroforézy sa globulíny delia na niekoľko frakcií: α1-, α2-, β a γ - globulíny.

Elektroforetický diagram proteíny krvnej plazmy zobrazené na ryža. 1. Gamaglobulíny sú dôležité pri ochrane tela pred vírusmi, baktériami a ich toxínmi.

Je to spôsobené tým, že takzvané protilátky sú hlavne γ-globulíny. Ich podávanie pacientom zvyšuje odolnosť organizmu voči infekciám. Nedávno bol v krvnej plazme nájdený proteínový komplex, ktorý hrá podobnú úlohu – properdín.

Vzťah medzi množstvami rôznych proteínových frakcií sa pri niektorých ochoreniach mení, a preto má štúdium proteínových frakcií diagnostickú hodnotu. Hlavným miestom tvorby bielkovín krvnej plazmy je pečeň. Syntetizuje albumín a fibrinogén. Globulíny sa syntetizujú nielen v pečeni, ale aj v kostnej dreni, slezine, lymfatických uzlinách, t.j. v orgánoch patriacich do retikuloendoteliálneho systému tela. Celá krvná plazma obsahuje približne 200-300 g bielkovín. K ich výmene dochádza rýchlo v dôsledku nepretržitej syntézy a rozpadu. Obr.1. Krivka separácie proteínov ľudskej plazmy získaná elektroforézou.

Osmotický tlak bielkovín krvnej plazmy

je tvorený nielen kryštaloidmi rozpustenými v krvnej plazme, ale aj koloidmi – plazmatickými proteínmi. Nimi spôsobený osmotický tlak sa nazýva onkotický.

Hoci je absolútne množstvo plazmatických bielkovín 7-8% a takmer 10-krát väčšie ako množstvo rozpustených solí, onkotický tlak, ktorý vytvárajú, je len asi 1/200 osmotického tlaku plazmy (rovnajúci sa 7,6-8,1 atm), t.e. 0,03-0,04 atm. (25-30 mmHg). Je to spôsobené tým, že molekuly proteínov sú veľmi veľké a ich počet v plazme je mnohonásobne menší ako počet molekúl kryštaloidov.

Onkotický tlak napriek svojej malej hodnote zohráva mimoriadne dôležitú úlohu pri výmene vody medzi krvou a tkanivami. Onkotický tlak ovplyvňuje tie fyziologické procesy, ktoré sú založené na filtračných javoch (tvorba intersticiálnej tekutiny, lymfy, moču, vstrebávanie vody v čreve). Veľké molekuly plazmatických proteínov spravidla neprechádzajú cez endotelovú stenu kapilár. Zostávajúce v krvnom obehu zadržiavajú určité množstvo vody v krvi (v súlade s hodnotou ich osmotického tlaku). Tým pomáhajú udržiavať relatívnu stálosť obsahu vody v krvi a tkanivách.

Schopnosť krvných bielkovín zadržiavať vodu v cievnom riečisku dokážeme nasledujúcim pokusom. Ak vykonávate opakované odbery krvi na psovi a pomocou centrifugácie oddelíte plazmu odobratej krvi od červených krviniek a tie sa vstreknú späť do krvi vo fyziologickom roztoku, potom môžete týmto spôsobom výrazne znížiť množstvo bielkovín v krvi. V tomto prípade zviera zažíva výrazný opuch. Pri pokuse s izolovanými orgánmi, keď cez ne dlhodobo prechádza Ringerov alebo Ringer-Lockeov roztok, dochádza k edému tkaniva. Ak nahradíte fyziologický roztok krvným sérom, potom môže byť opuch, ktorý sa začal, zničený. To vysvetľuje potrebu zavádzania koloidných látok do roztokov na náhradu krvi. V tomto prípade sa onkotický tlak a viskozita takýchto roztokov vyberú tak, aby sa rovnali viskozite a onkotickému tlaku krvi.

Ľudská krvná plazma bežne obsahuje viac ako 100 druhov bielkovín. Približne 90 % všetkých krvných bielkovín tvorí albumín. imunoglobulíny lipoproteíny, fibrinogén, transferín; iné proteíny sú v plazme prítomné v malých množstvách.

Syntéza proteínov krvnej plazmy sa uskutočňuje:

• pečeň – kompletne syntetizuje fibrinogén a krvný albumín, väčšinu α- a β-globulínov,
• bunky retikuloendotelového systému(RES) kostnej drene a lymfatických uzlín - súčasť β-globulínov a γ-globulínov (imunoglobulínov).

Zvláštnosti obsahu bielkovín v krvi detí

U novorodencov je obsah celkových bielkovín v krvnom sére výrazne nižší ako u dospelých a do konca prvého mesiaca života sa stáva minimálnym (do 48 g/l). V druhom alebo treťom roku života sa celkové množstvo bielkovín zvýši na úroveň dospelých.

Počas prvých mesiacov života, koncentrácia globulínové frakcie je nízka, čo vedie k relatívnej hyperalbuminémii až 66 – 76 %. V období medzi 2. a 12. mesiacom koncentrácia α 2 -globulínov prechodne prevyšuje úroveň dospelých.

Množstvo fibrinogénu pri narodení je oveľa nižšie ako u dospelých (asi 2,0 g/l), ale do konca prvého mesiaca dosiahne normálnu hladinu (4,0 g/l).

Typy proteinogramov

V klinickej praxi sa pre sérum rozlišuje 10 typov elektroferogramov ( proteinogram), ktoré zodpovedajú rôznym patologickým stavom.

Typ proteinogramu	albumín	Globulínové frakcie				Príklady chorôb
		α1	α2	β	γ
Akútny zápal	↓↓			-		Počiatočné štádiá pneumónie, akútna polyartritída, exsudatívna pľúcna tuberkulóza, akútne infekčné ochorenia, sepsa, infarkt myokardu
Chronický zápal	↓	-		-		Neskoré štádiá pneumónie, chronická pľúcna tuberkulóza, chronická endokarditída, cholecystitída, cystitída a pyelitída
Poruchy renálneho filtra	↓↓	-			↓	Pravá, lipoidná alebo amyloidná nefróza, nefritída, nefroskleróza, toxikóza tehotenstva, pľúcna tuberkulóza v konečnom štádiu, kachexia
Zhubné nádory	↓↓					Metastatické novotvary s rôznou lokalizáciou primárneho nádoru
Hepatitída	↓	-	-			Následky toxického poškodenia pečene, hepatitída, hemolytické procesy, leukémia, zhubné nádory krvotvorného a lymfatického aparátu, niektoré formy polyartritídy, dermatózy
Nekróza pečene	↓↓	-	↓			Cirhóza pečene, ťažké formy induratívnej pľúcnej tuberkulózy, niektoré formy chronickej polyartritídy a kolagenózy
Mechanická žltačka	↓	-				Obštrukčná žltačka, žltačka spôsobená rozvojom rakoviny žlčových ciest a hlavy pankreasu
a2-globulínové plazmocytómy	↓	↓		↓	↓	a2-plazmocytómy
β-globulínové plazmocytómy	↓	↓	↓		↓	β 1 - Plazmocytómy, β 1 - leukémia plazmatických buniek a Waldenströmova makroglobulinémia
γ-globulínové plazmocytómy	↓	↓	↓	↓		γ-plazmocytómy, makroglobulinémia a niektoré retikulózy

Proteíny sú hlavnou zložkou krvnej plazmy.

Proteíny krvnej plazmy vykonávajú množstvo dôležitých funkcií:

• určiť fyzikálno-chemické konštanty krvi (viskozita, pH, onkotický tlak)
• transportná funkcia – prenos vo vode nerozpustných látok, kovových iónov
• ochranná funkcia – súčasť protilátok
• podieľať sa na zrážaní krvi – hemokoagulácii
• regulačná funkcia – plazma obsahuje bielkovinové hormóny, enzýmy
• predstavujú rezervu aminokyselín a pridružených kovov

Proteíny krvnej plazmy sa metódou vysolovania delia na 3 frakcie: albumín - 30-50 g/l, globulíny - 20-30 g/l, fibrinogén - 2-4 g/l

Pomocou elektroforézy na papieri sú všetky proteíny krvnej plazmy rozdelené do 5 frakcií: albumíny a α 1, α 2, β, γ - globulíny

Zapnuté albumíny tvorí 60 % všetkých bielkovín krvnej plazmy. Albumíny majú molekulovú hmotnosť menšiu ako 100 tisíc d, sú bohaté na polárne hydrofilné aminokyseliny a sú elektroforeticky mobilné. Albumíny sa rozpustia v destilovanej vode, vysolia sa 100% roztokom (NH 4) 2 SO 4. Albumíny sa syntetizujú v pečeni, plnia transportnú funkciu a určujú fyzikálno-chemické vlastnosti krvi.

Globulíny tvoria 40 % všetkých bielkovín krvnej plazmy. Globulíny sú heterogénnou frakciou proteínov. Obsah α 1 -globulínov je 4%, α 2 - globulínov - 8%, β-globulínov -12%, γ-globulínov - 16%. Molekulová hmotnosť globulínov je asi 200 tisíc Sú menej hydrofilné, rozpúšťajú sa v 10 % roztokoch solí a zrážajú 50 % (NH 4) 2 SO 4. Globulíny sa syntetizujú v pečeni, lymfocytoch a makrofágoch. Medzi hlavné funkcie globulínov patria transportné a ochranné funkcie.

Globulínová frakcia obsahuje: jednotlivé bielkoviny .

Veveričky a 1 - globulínová frakcia

Protrombín- bielkovina systému zrážania krvi

a 1 - glykoproteín– transportuje niektoré steroidné hormóny

α 1 – antitrypsín- inhibítor trypsínu

Orosomukoid– glykoproteín, inhibítor proteázy, má imunomodulačný účinok

Veveričky α 2 -frakcie globulínov

Haptoglobín- transportuje hemoglobín

a 2 - makroglobulín- má antiproteázovú aktivitu, je inhibítorom zrážania krvi a fibrinolytického systému, inhibítorom syntézy kinínov

C-reaktívny proteín dáva precipitačnú reakciu s pneumokokom a má antiproteázovú aktivitu.

ceruloplazmín– proteín transportujúci meď, má aktivitu enzymatickej oxidázy.

Veveričky β - globulínové frakcie

C-reaktívny proteín– proteín podieľajúci sa na zápalovej reakcii

transferín– transportuje železo, je súčasťou antioxidačného systému krvi.

Hemopexín– transportuje hem, porfyríny, hemoglobín

fibrinogén- faktor zrážanlivosti krvi.

Veveričky γ-globulínové frakcie sú reprezentované protilátkami alebo imunoglobulínmi (Ig) 3 základných typov: G, A, M a maloletí: D, E. Unovorodencov Zastúpené sú všetky typy imunoglobulínov, ich obsah je však nižší ako u dospelých. Počas tohto obdobia je hlavným IgG, ktorý prechádza placentárnou bariérou a vstupuje do plodu z tela matky. Vo veku 1 roka sa obsah IgG vyrovná jeho obsahu u dospelých o 2 roky, koncentrácia IgA dosiahne úroveň dospelých.

Všetky imunoglobulíny sú postavené na rovnakom princípe. Obsahujú dva ťažké H reťazce (500-60 aminokyselín) a dva ľahké L reťazce (do 200 aminokyselín), reťazce sú spojené disulfidovými väzbami. Sekundárna štruktúra reťazcov H a L má β-zložené usporiadanie, reťazce sú paralelné a v ich zložení sa rozlišujú úseky domén. Reťazce obsahujú konštantné oblasti a variabilné oblasti, vďaka ktorým Ig interaguje s veľkým počtom antigénov. IgA obsahuje 3 vidličky, IgM obsahuje 5 vidličiek.

Proteíny sú v krvnej plazme prítomné v malých koncentráciách interferóny (IF ) rôznych typov:

α – (ELISA) sú syntetizované v lymfocytoch a makrofágoch

β – (IPB) sú syntetizované vo fibroblastoch

γ – (IFG) sú syntetizované v rôznych tkanivách a v T-lymfocytoch

Interferóny majú antiproliferatívny účinok, stimulujú diferenciáciu buniek, pôsobia protinádorovo, aktivujú imunitné procesy. Koncentrácia interferónov sa zvyšuje pri vírusových ochoreniach. Interferóny majú antivírusovú aktivitu, ktorá je spojená s aktiváciou imunitného systému, inhibíciou RNA polymerázy a aktiváciou RNAázy.

Enzýmy krvnej plazmy sú rozdelené do 3 skupín.

Sekrečné enzýmy syntetizované v pečeni a vylučované do krvi. Príkladmi sú cholínesteráza a faktory zrážania krvi. Normálne je aktivita enzýmov tejto skupiny vyššia ako pri chorobách.

Vylučovacie enzýmy syntetizované v pečeni a vylučované do žlče (alkalická fosfatáza). Pri ochoreniach sa zvyšuje aktivita vylučovacích enzýmov.

Indikátorové enzýmy Normálne v krvnej plazme pri ochoreniach prakticky chýbajú, ich aktivita sa zvyšuje.

Proteíny krvnej plazmy - pojem a typy. Klasifikácia a vlastnosti kategórie "Proteíny krvnej plazmy" 2017, 2018.

Základom krvnej plazmy sú bielkoviny obsiahnuté v rozmedzí od 60 do 80 g/l, čo sú približne štyri percentá všetkých bielkovín v tele. V ľudskej krvnej plazme je asi sto rôznych proteínov. Podľa pohyblivosti sa delia na albumíny a globulíny. Spočiatku bolo toto rozdelenie založené na metóde rozpustnosti: albumíny sa rozpúšťajú v čistej kvapaline a globulíny iba v prítomnosti dusičnanov.

Plazmatické proteíny

Z bielkovín je v krvi viac albumínu – asi 45 g/l. Zohráva obrovskú úlohu pri udržiavaní krvného tlaku a slúži aj ako rezervoár pre zásoby aminokyselín.

Albumíny a globulíny majú rôzne schopnosti. Prvý typ proteínov môže viazať lipofilné látky. Konglomeráty tak majú možnosť fungovať ako nosné proteíny mastných kyselín s dlhým reťazcom, rôznych liekov, bilirubínu, vitamínov a steroidných hormónov. Albumín je tiež schopný viazať ióny horčíka a vápnika.

Proteíny albumín a globulín pôsobia ako transportéry pre tyroxín, jeho metabolit jódtyronín.

Deštrukcia a tvorba bielkovín

Väčšina plazmatických bielkovín sa tvorí v pečeni, s výnimkou imunoglobulínov (produkovaných bunkami imunitného systému) a peptidov (produkovaných endokrinným systémom).

Albumíny a globulíny majú odlišnú štruktúru. Všetky proteíny, okrem albumínu, patria medzi glykoproteíny, obsahujú oligosacharidy a sú naviazané na aminokyselinové zvyšky. Koncovým zvyškom je často kyselina acetylneuramínová. Ak sa štiepi neuraminidázou, na povrchu proteínu sa objavia terminálne galaktózové zvyšky. Zvyšky desialylovaných proteínov sú rozpoznané a začínajú meniť galaktózy na hepatocytoch. V pečeni sú tieto už zastarané proteíny odstránené endocytózou. Sacharidy na povrchu teda určujú životnosť plazmatických bielkovín a tiež určujú polčas eliminácie, ktorý môže byť až niekoľko týždňov.

V zdravom tele sa koncentrácia albumínu a globulínov v krvi udržiava na konštantnej úrovni. Existujú však situácie, keď sa ukazovatele menia. K tomu dochádza pri ochoreniach orgánov, ktoré sa podieľajú na syntéze a katabolizme bielkovín. Poškodenie buniek cytokínmi zvyšuje tvorbu proteínov albumínu, globulínov, fibrinogénov a niektorých ďalších.

Elektroforéza

Proteíny a iné nabité makromolekuly môžu byť oddelené elektroforézou. Spomedzi všetkých existujúcich metód delenia je obzvlášť dôležité zdôrazniť elektroforézu na nosiči, konkrétne na filme z acetátu celulózy. V tomto prípade sa srvátkové proteíny pohybujú smerom k anóde a delia sa na niekoľko frakcií. Po rozdelení sa proteíny zafarbia pomocou farbiva, ktoré umožňuje posúdiť množstvo proteínu v zafarbených pásoch.

Pomer bielkovín

Pri analýze množstva bielkovín v krvnej plazme sa zisťuje nielen hladina albumínu a globulínu, ale aj vzájomný pomer týchto látok. Normálne by mal byť pomer 2: 1 Odchýlky od týchto indikátorov naznačujú patológiu.

Zníženie pomeru albumínu ku globulínu môže naznačovať nasledovné:

• znížená syntéza albumínu - cirhóza pečene;
• nízke hladiny albumínu možno pozorovať pri obličkových patológiách.

Zvýšenie pomeru albumínu k globulínu môže naznačovať nasledujúce patológie:

• hypotyreóza;
• leukémie;
• novotvary;
• narušenie produkcie rastového hormónu.

S poklesom globulínu sa v niektorých prípadoch zisťujú aj autoimunitné ochorenia, myelóm.

Albumín pomáha udržiavať osmotický tlak v tele. Test na celkový proteín vám umožňuje posúdiť, ako choroba postupuje, sledovať onkológiu, identifikovať dysfunkciu obličiek a pečene, určiť príčinu edému a tiež posúdiť kvalitu výživy.

Proteínová frakcia plazmy pozostáva z niekoľkých desiatok rôznych proteínov. Veľká veľkosť molekúl dáva dôvod klasifikovať ich ako koloidy. Prítomnosť koloidov v plazme určuje jej viskozitu.

Plazmatické proteíny sa vyznačujú štruktúrou a funkčnými vlastnosťami. Ich kvantitatívne a kvalitatívne stanovenie sa uskutočňuje pomocou špeciálnych metód elektroforézy, založených na rozdielnej pohyblivosti proteínov v elektrickom poli, ultracentrifugácii, imunoelektroforéze, pri ktorej sa v elektrickom poli pohybujú celé komplexy molekúl spojených so špecifickými protilátkami. Ľudská krvná plazma obsahuje približne 200-300 g bielkovín. Plazmatické proteíny sú rozdelené do dvoch hlavných skupín: albumíny A globulíny. Globulínová frakcia zahŕňa fibrinogén.

albumín. Albumín tvorí asi 60 % plazmatických bielkovín. Ich vysoká koncentrácia, vysoká pohyblivosť s relatívne malými molekulovými veľkosťami určujú onkotický tlak plazmy. Veľký celkový povrch malých molekúl albumínu hrá významnú úlohu v krvnom transporte rôznych látok, ako sú bilirubín, soli ťažkých kovov, mastné kyseliny, farmakologické liečivá (sulfónamidy, antibiotiká atď.). Je známe, že napríklad jedna molekula albumínu môže súčasne viazať 25-50 molekúl bilirubínu.

Globulíny. Táto skupina proteínov je elektroforeticky podľa ukazovateľov mobility rozdelená na niekoľko frakcií: α 1 -, α 2 -, β 3 - a γ-globulíny. Pomocou imunoelektroforézy sa tieto frakcie rozdelia na malé podfrakcie homogénnejších proteínov. Áno, vo frakcii α 1 -globulíny Existujú proteíny, ktorých prostetickou skupinou sú sacharidy. Tieto proteíny sa nazývajú glykoproteíny. Asi 60 % všetkej plazmatickej glukózy cirkuluje ako súčasť glykoproteínov. Ďalšia skupina - mukoproteíny - obsahuje mukopolysacharidy, a-frakcia pozostáva z proteínu obsahujúceho meď ceruloplazmín, v ktorej je osem atómov medi na každú molekulu proteínu. Týmto spôsobom sa viaže asi 90 % všetkej medi obsiahnutej v plazme. V plazme sú tiež proteíny viažuce tyroxín a iné proteíny.

β -globulíny. podieľať sa na transporte fosfolipidov, cholesterolu, steroidných hormónov a katiónov kovov. Obsahujú asi 75 % všetkých plazmatických lipidov v roztoku. Proteín obsahujúci kov transferín transportuje železo v krvi. Každá molekula transferínu nesie dva atómy železa.

y-globulíny charakterizované najnižšou elektroforetickou pohyblivosťou. Táto proteínová frakcia zahŕňa rôzne protilátky, ktoré chránia telo pred inváziou vírusov a baktérií. Množstvo tejto frakcie sa zvyšuje, keď sú zvieratá imunizované. Zahŕňajú aj y-globulíny aglutiníny krvi.

fibrinogén zaujíma medzipolohu medzi β- a γ-globulínovými frakciami. Tento proteín je produkovaný v bunkách pečene a retikuloendoteliálneho systému; má tú vlastnosť, že sa za určitých podmienok (pod vplyvom trombínu) stáva nerozpustným, pričom nadobúda vláknitú štruktúru a mení sa na fibrín. Obsah fibrinogénu v krvnej plazme je len 0,3 %, ale práve jeho prechod na fibrín spôsobuje zrážanie krvi a jej premenu na hustú zrazeninu v priebehu niekoľkých minút. Krvné sérum sa líši zložením od plazmy len v neprítomnosti fibrinogénu.

Albumín a fibrinogén sa tvoria v pečeni, globulíny v pečeni, červenej kostnej dreni, slezine a lymfatických uzlinách. Pri normálnej výžive ľudské telo produkuje asi 17 g albumínu a

5 g globulínu. Polčas rozpadu albumínu je 10-15 dní, globulín je 5 dní.

Plazmatické proteíny sú spolu s elektrolytmi jeho funkčnými prvkami. S ich pomocou sa látky vo veľkej miere transportujú z krvi do tkanív. Medzi transportované zložky patria živiny, vitamíny, mikroelementy, hormóny, enzýmy, ako aj konečné produkty metabolizmu.

Najväčšia časť živín je lipidy. Ich koncentrácia sa mení v širokom rozmedzí, ale maximálny obsah sa pozoruje po konzumácii tučných jedál. Plazmou transportovaná glukóza (44,4-66,6 mmol/l) a aminokyselinové zvyšky (4 mg %) sa udržiavajú na relatívne konštantnej úrovni. Vitamíny môžu byť transportované buď viazané na bielkoviny, alebo vo voľnej forme. Ich plazmatické hladiny tiež podliehajú výkyvom a závisia nielen od ich obsahu v potravinách a syntézy črevnou flórou, ale aj od prítomnosti špeciálneho faktora, ktorý uľahčuje ich vstrebávanie v čreve.

Mikroelementy cirkulujú v plazme vo forme proteínov obsahujúcich kov (Co atď.) alebo proteínových komplexov (Fe). Z konečných produktov metabolizmu dosahuje najvyššiu koncentráciu kyselina mliečna, najmä pri ťažkej svalovej práci a nedostatku kyslíka. Konečné produkty metabolizmu (močovina, kyselina močová, bilirubín, amoniak), ktoré telo nevyužíva a musia sa odstrániť, sa dostávajú plazmou do obličiek, kde sa odstraňujú močom.

Plazmatické proteíny sa vďaka svojej schopnosti viazať veľké množstvo nízkomolekulárnych zlúčenín cirkulujúcich v plazme podieľajú aj na udržiavaní konštantného osmotického tlaku. Hrajú vedúcu úlohu v procesoch, ako je tvorba tkanivového moku, lymfy, moču a absorpcia vody.