БЕЛКИ ПЛАЗМЫ КРОВИ

Из 9-10% сухого остатка плазмы крови на долю белков приходится 6,5-8,5%. Кроме того, вне сосудистого русла имеются белки, которые находятся в динамическом равновесии с внутрисосудистыми белками. Общее количество белков плазмы (вне- и внутрисосудистых) составляет примерно 350-400 г. Это количество невелико по сравнению с общим количеством белков в организме, однако их физиологическая роль огромна. Белки плазмы крови представляют собой огромное количество соединений, обладающих отличительными химическими свойствами и биологическими функциями и играют важную роль в белковом обмене организма. Высаливание нейтральными солями щелочных или щелочноземельных металлов, белки плазмы крови можно разделить на три группы: альбумины, глобулины и фибриноген.

Физиологическая роль белков плазмы:

Поддержание коллоидно-осмотического (онкотического) давления и тем самым сохранение объема циркулирующей крови. Белки являясь коллоидами, связывают воду и удерживают ее, не позволяют выходить из кровеносного русла. В этом процессе особенно велика роль альбуминов.

Гемостатическая функция. Белки принимают активное участие в свертывании крови. Ряд белков плазмы, в том числе фибриноген, являются компонентами свертывающей системы крови.

Буферная функция. Белки поддерживают постоянное рН крови.

Транспортная функция. Белки плазмы крови соединяются с целым рядом нерастворимых веществ (липиды, билирубин, жирные кислоты, стероидные гормоны, жирорастворимые витамины, лекарственные вещества и т.д.) переносят их в ткани и органы.

Защитная функция. Белки плазмы крови играют важную роль в иммунных процессах организма. Сывороточные иммуноглобулины входят в состав фракции глобулинов сыворотки крови.

Поддержание постоянства концентрации катионов в крови путем образования с ними недиализируемых соединений. Например 40-50% кальция, значительная часть железа, магния, меди и других элементов связаны с белками сыворотки крови.

Резервная функция. Сывороточные белки образуют своеобразный «белковый резерв» организма. При голодании они могут распадаться до аминокислот, которые в последующем используются для синтеза белков головного мозга, миокарда и других органов.

Современные физико-химические методы исследования позволили открыть и описать около 200 различных белковых компонентов плазмы крови.

В сыворотки крови здорового человека при использовании различных методов выделения можно обнаружить от пяти (альбумины,α 1 -, α 2 -, β- и γ-глобулины) до 25 фракций белков.

Транспортная функция. Понятие транспорта включает в себя действие по перемещению с одного места на другое, предполагая наличие перевозчика, предмета перевозки и направление перемещения. Транспорт играет важную роль во многих физиологических и патологических процессах. Функции, направленные на поддержание гомеостаза по своей сути являются транспортными. Специализированной транспортной системой организма является сердечно сосудистая система, плазма крови, лимфа, интерстициальная жидкость. Переносчиками – белки плазмы, форменные элементы. Примером транспортных белков являются липопротеиды, трансферрин, церулоплазмин (Cu), гаптоглобин (свободный гемоглобин). В основе транспортной функции белков лежит их способность к обратимому связыванию различных биологически активных веществ.

Физиологическая роль транспорта:

Перенос липидов и других гидрофобных веществ.

Связывание белками веществ способствует удержанию последних в сосудах, а затем и в интерстиции. Связывая вещества с малой молекулярной массой белки препятствуют их проникновению через клеточную мембрану, почечный фильтр, гемато-энцефалический барьер и т.д.

При связывании с белками уменьшается токсичность вещества (инактивация лекарственных веществ, токсинов), снижается их биологическая активность (гормоны).

Недостаточность транспортной функции белков проявляется в том, что вещества, в норме переносимые белками плазмы, связываются с белками других тканей. При этом развивается симптомокомплекс, получивший название транспортной болезни. Клинические проявленияопределяются тем, в отношении какого вещества нарушена транспортная функция (признаки эндокринной патологии, отравление токсическими или лекарственными веществами).

Причины транспортных болезней:

Врожденный или приобретенный дефицит переносчиков: атрансферринемия, потеря белков при патологии почек, нарушение синтеза белков при заболеваниях печени, дефицит церулоплазмина при болезни Вильсона.

Патологическое увеличение поступления в кровоток веществ, подлежащих переносу, вследствие чего происходит перегрузка транспортной системы (развитие гемохроматоза при повышенном поступлении железа в организм).

Блокада утилизации транспортируемых веществ (замедление использования железа при нарушении синтеза гема).

Введение в кровоток веществ, способных вступать в конкурентные взаимоотношения с эндогенными веществами за места связывания (салицилаты, сульфаниламиды, некоторые антибиотики, сердечные гликозиды вытеяняют токсичный гембилирубин из связи с альбумином).

Лечение и профилактика транспортных болезней.

Щажение существующих переносчиков с целью избежания их перегрузки (диета у больных гепатитом, снижение количества назначаемых медикаментозных средств).

Введение натуральных или искусственных переносчиков (переливание крови, плазмы, производных декстрана и других кровезаменителей). В этом случае происходит связывание, перераспределение и снижение биологической активности веществ, а также облегчение их выведения из организма.

Защитная функция белков плазмы.

Белки, осуществляющие неспецифическую защиту.

Эффекты интерферонов:

Интерфероны подавляют размножение большинства вирусов и ряда других микроорганизмов, которые являются их индукторами (антивирусное действие). При действии интерферонов вирусы или не образуются или их число снижается в сотни раз.

Интерфероны оказывают антипролиферативное действие – угнетают размножение нормальных и опухолевых клеток.

Интерфероны являются белками-иммуномодуляторами, т.е. участвуют в регуляции иммунитета (активируют макрофаги, усиливают активность лимфоцитов-киллеров, увеличивают продукцию антител).

На уровне изменения активности ферментов интерфероны могут изменять экспрессию клеточных генов.

Таким образом, интерфероны представляют собой сформировавшуюся в процессе эволюции систему, физиологическая роль которой – основной координатор роста и функции клеток организма, а также ведущее звено защиты организма от вирусов и любых объектов с антигенными свойствами, в т. ч. и опухолевые клетки.

В настоящее время выделено несколько типов интерферонов:

Лейкоцитарный α-интерферон (имеет около 12 подтипов),

Фибробластический β-интерферон,

Иммунный γ-интерферон (синтезируемый Т-лимфоцитами).

Механизм действия интерферонов на клетку.

Рецептор для интерферона находится на внешней клеточной мембране. Связывание интерферона с рецептором приводит к следующим изменениям внутриклеточного обмена:

Происходит де репрессия группы генов 21 хромосомы, в результате в клетки образуется 12 новых белков.

Наибольшее значение имеют синтез ряда новых белков-ферментов. В числе этих белков – олигоаденилатсинтетаза, которая превращает АТФ в 2,5-олигоаденилат (ОА). ОА активирует эндонуклеазы (РНКазы), которые разрушают матричную РНК, что приводит к ингибированию синтеза белка на уровне трансляции. Кроме того, ОА активирует синтез самого интерферона.

Активируется цАМФ-независимая протеинкиназа. Она фосфорилирует фактор инициации трансляции на рибосомах, тем самым инактивирует его. В результате ингибируется трансляция и снижается синтез белка.

Таким образом, в результате вмешательства интерферонов в процессы синтезы различных белков, тормозится размножение вирусов и некоторых собственных клеточных белков. Эти эффекты и лежат в основе антивирусного и антипролиферативного действия интерферонов.

Препараты интерфероны используются в клинической практике при лечении различных вирусных заболеваний: грипп, ОРЗ, герпес, ветряная оспа, вирусный гепатит, вирусные энцефаломиелиты. Они применяются и в комплексном лечении онкологических больных (рак молочной железы, матки, почек, меланома, лейкозы).

Фибронектины.

Фибронектины – высокомолекулярные гликопротеиды. В организме обнаружены две формы этих белков: растворимые фибронектины, находящиеся в биологических жидкостях, и нерастворимые фибронектины, локализующиеся в клеточных мембранах фибробластов и некоторых других клеток, в межклеточном матриксе. Белок обладает высоким сродством к коллагену и другим компонентам внеклеточного матрикса и выполняет роль универсального межклеточного клея. Кроме того, у фибронектина есть участки, ответственные за склеивание с желатином, гепарином, фибрином и фибриногеном и другими макромолекулами. Фибронектины склеивают все грамм-положительные и некоторые грамм-отрицательные микроорганизмы. При этом облегчается захват их макрофагами.

При дефиците фибронектинов снижается устойчивость организма к инфекции. Наследственный дефицит этого белка дети болеют тяжелее, часто в этом случае происходит хронизация процесса. Снижение фибронектинов наблюдается при ожоговой болезни, радиационном поражении, так как в этих случаях образуется большое количество денатурированных белков и других продуктов, сопровождающих повреждение тканей. При этом увеличивается вероятность развития септических осложнений.

Общее количество белков в плазме составляет 65-85 г / л, это наиболее концентрированный белковый и солевой раствор организма. С возрастом количество белков в плазме крови человека уменьшается до 60-67 г / л.

Белки плазмы крови - это генетически детерминирована гетерогенная система. В плазме обнаружено и идентифицировано более 100 белков, которые различаются по физико-химическим и функциональным свойствам. Среди них есть проферменте и ферменты, ингибиторы ферментов, гормоны, факторы коагуляции и антикоагулянты, транспортные белки, антитела, антитоксины и др..

Основными группами белков плазмы: альбумины (35-60 г / л), глобулины (25-35 г / л) и фибриноген (2-7 г / л). С помощью электрофореза в сыворотке было обнаружено пять главных фракций белков. Их относительные количества следующие: альбумины (54-58%), а1-глобулины (6-7%), а2-глобулины (8-9%), ß-глобулины (13-14%) и у-глобулины (11-12 %).

Первым электрофоретической методом, который использовался для распределения и идентификации белков, был метод электрофореза с подвижным рубежом. Электрофорез на бумаге дает картину распределения, подобную той, которую получают при использовании метода электрофореза с подвижным рубежом, но метод электрофореза на бумаге гораздо проще и, как правило, используется в клинических лабораториях. Методом электрофореза в крахмальном геле и методом имуноелектрофорезу обнаруживают около 30 и больше белков плазмы.

Вследствие имуноелектрофорезу белки разделяются не только по электрофоретической подвижностью, но и за их иммунологическими свойствами. Сначала проводят электрофорез на пластинах агаровой геля, затем - иммунологическую идентификацию полос. Для этого антисыворотки к белков плазмы помещают в длинную канавку, параллельную направлению электрофореза. Источником антител является сыворотка животных (лошадей, коз), иммунизированных к белкам плазмы.

В зонах контакта диффундирующих через агар белков, разделенных электрофорезом, и специфической антисыворотки образуются линии преципитации. Положение линий преципитации определяется электрофоретической подвижностью, скоростью диффузии, серологической специфичностью каждого из белков.

Экспериментально установлено, что альбумины, фибриноген и большинство а-и ß-глобулинов продуцируются, главным образом, печенью. Так, в печени человека ежедневно синтезируется 10-16 г альбуминов, то есть в среднем 150-200 мг на 1 кг массы тела. Поэтому в случае заболеваний печени наблюдается значительное снижение содержания альбуминов и некоторых глобулинов в крови. Синтез у-глобулинов проходит преимущественно в селезенке, лимфатических узлах и костном мозге.

Альбумины. Молекулярная масса альбуминов 69 000. Это наиболее высокодисперсные белки плазмы крови. Молекула альбумина образована полипептидной цепи, состоящей примерно из 580 остатков аминокислот, и имеет »17 дисульфидных связей. Методами электрофореза установлено, что альбумины - это гетерогенные белки, состоящие из нескольких (от 3 до 5) фракций. Кроме альбуминов в печени синтезируются преальбумины, отличающиеся от альбуминов меньшей молекулярной массой (61 000).

Главные функции альбуминов - участие в осмотической регуляции и транспортная функция.

Отек и шок - два самых распространенных синдромы, связанные с изменениями концентрации белков плазмы и нарушением водного баланса.

Благодаря большой плотности электрических зарядов и малой молекулярной массе молекулы альбумина имеют большую электрофоретической подвижностью и хорошую растворимость. Гидратационные слой создается вокруг них, обеспечивает 75-80% всего онкотического давления, обусловленного белками плазмы. В случае уменьшения концентрации белков плазмы в 55-50 г / л, в том числе альбуминов до 22-25 г / л, например во время голодания, уменьшается связывание воды плазмой, является одной из важных причин перехода воды в ткани и образование отека. Лишь 40% альбуминов имеющиеся в кровяном русле, остальные находятся в составе внеклеточной тканевой жидкости, главным образом, мышц, кожи и кишечника. Около 5% альбуминов за 1 час выходят из кровяного русла и возвращаются с лимфой через грудной лимфатический проток в систему кровообращения.

Наряду с участием в регуляции онкотического давления, преальбумины и альбумины играют важную роль, участвуя в транспорте различных веществ, большинство из которых плохо растворимые в воде. Альбумины необходимы для нормального метаболизма липидов. Особенно важна функция альбуминов - перенос свободных жирных кислот из печени в периферические ткани. Альбумины связывают также билирубин, обеспечивая его перенос в печени, где последний соединяется с глюкуроновой кислотой и выводится с желчью. Концентрация в плазме Ca2 +, стероидных гормонов, триптофана и других веществ регулируется некоторой степени вследствие связывания их с альбуминами.

Наконец, многие лекарственные препараты, такие как сульфаниламиды, антибиотики, салицилаты и т.д., транспортируются, протеидизуючись альбуминами.

Таким образом, альбумины - это полифункциональная система, поскольку, кроме резервной и пластической функций, они буферные свойства, поддерживающие постоянство онкотического давления, осуществляют транспортные и дезинтоксикационные функции.

Глобулины. Молекулярная масса глобулинов в среднем составляет 160 000-180 000. В зависимости от условий электрофореза выделено пять и более фракций глобулинов (см. табл. 20), а методом имуноелект-рофорезу - более 30.

Фракции а1-глобулинов и а2-глобулинов характеризуются значительным содержанием углеводов, среди которых преобладают гексозы, поменьше гексозамина и еще меньше сиаловых кислот и фруктозы. Наибольшее содержание углеводов в гаптоглобина, который содержит около 95 молей углеводов на 1 моль гликопротеина. Он входит во фракцию а2-глобулинов и образует с гемоглобином специфические стабильные комплексы. Эти комплексы образуются in vivo в результате внутрисосудистого гемолиза эритроцитов. Вследствие высокой молекулярной массы комплексы не могут экскретировать почками, это, с одной стороны, предотвращает выделение железа с мочой, а с другой - защищает почки от «повреждения» гемоглобином. Комплексы гемоглобина с гаптоглобина разрушаются ретикулоэндотелиальными клетками, после чего глобин испытывает расщепление, гем вследствие распада экскретируется в виде желчных пигментов, а железо может использоваться снова для синтеза гема. У больных различными формами гемолитической анемии наблюдается низкий уровень гаптоглобина.

В сыворотке крови человека найден белок с молекулярной массой около 1 млн. Он характеризуется высоким содержанием фосфора и углеводов и относительно небольшим количеством азота (12,5-14,2%), что позволяет отнести его к гликопротеинов. Этот белок при наличии комплемента и солей магния способен повышать устойчивость организма к инфекциям, а также лучевой болезни. Благодаря способности этого гликопротеина разрушать бактерии его назвали пропердина (perdere - разрушать, лат.). Поскольку пропердин активно действует в комплексе с комплементом и солями магния, весь комплекс назвали пропердиновый системой.

ß-глобулинов фракция состоит из различных белков, включая ли-попротеины. Одним из компонентов этой фракции является белок трансферрин, который участвует в регуляции концентрации свободного железа в плазме, предотвращая избыточное накопление железа в тканях и потере его с мочой. Он также взаимодействует с медью и цинком. Значительное повышение концентрации трансферрина наблюдается в плазме беременных женщин и больных с недостаточностью железа.

В целом роль глобулинов связана с защитными реакциями организма. Изучение природы антител показало, что они глобулинами, к тому же многие из них относятся к у-глобулинов и называются иммуноглобулинами. Известно пять основных классов иммуноглобулинов, которые отличаются некоторыми особенностями структуры и биологическими свойствами.

у-Глобулины широко используются в практике здравоохранения, особенно в случае многих инфекционных заболеваниях. С помощью электрофореза и иммунобиологических исследований выявлено, что во фракцию у-глобулинов входит более 20 антител.

Большинство белков в плазме имеющиеся в виде комплексов, биологическое значение которых зависит как от белка, так и от небелкового компонента, с которым он комплексируется.

Липиды крови, в том числе триацилглицеринов, фосфолипиды, не-этерифицированные жирные кислоты (НЭЖК), холестерин, стероидные гормоны, некоторые липовитамины т.д., имеющиеся в растворенном состоянии благодаря сочетанию их с белками плазмы в виде комплексов - липопротеинов (см. Структура и функции сложных белков).

Вследствие многих патологических состояний может изменяться количественное соотношение между различными белковыми фракциями крови, даже при отсутствии изменений в содержании общего белка - так называемая дис-протеинемия. Иногда в крови появляются необычные белковые фракции или отдельные белки, которых нет в норме (парапротеинемия). Такими белками, например, С-реактивный белок, криоглобулины т.д..

Диспротеинемия и парапротеинемия - это, например, признаки лучевой болезни.

Выявлен ряд заболеваний, в том числе наследственных, связанных с недостаточным синтезом тех или иных белков крови. Например, во многих новорожденных наблюдается гипо-и агаммаглобулинемия, что сопровождается снижением иммунитета. Встречается также приобретенная гипогаммаглобулинемия. В этих случаях лечение заключается в систематическом введении иммунных у-глобулинов.

С-реактивный белок содержится в плазме взрослого человека в концентрациях менее 1 мг/100 мл. Однако его концентрация значительно увеличивается после острых инфекций. Название этого белка связана с его способностью образовывать преципитаты с полисахаридами группы С пневмококков в присутствии Ca2 +. Допускают, что этот белок способствует фагоцитозу.

Криоглобулины - белки сыворотки, которые редко встречаются и имеющие редкое свойство спонтанно выпадать в осадок, образовывать гель или даже кристаллизоваться при охлаждении сыворотки. Появляются криоглобулины у больных миеломой и у больных ревматическим артритом. Эти белки отнесены к у-глобулинов. Выяснено, что один из криоглобулинов оказался идентичным гликопротеина фибронектина, который связан с поверхностью фибробластов. Этот белок широко распространен в соединительной ткани, входя в состав миофибрилл соединительной ткани. Хотя возможная роль фибронектина в процессе свертывания крови окончательно не установлена, известно, что образование поперечных связей между молекулами этого белка катализируется активированным фактором ХИИИ (а) свертывающей системы крови.

Фибриноген - обладает свойствами глобулинов и вследствие электрофореза находится между фракциями ß-и у-глобулинов. Молекулярная масса фибриногена составляет 330 000-340 000.

Молекула фибриногена содержит шесть полипептидных цепей и является диммером, который состоит из трех пар полипептидных цепей, связанных дисульфидными мостиками. Фибриноген - это гликопротеин, в состав которого входит галактоза, манноза, гексозамины и сиаловые кислоты. Эти компоненты играют большую роль при преобразовании фибриногена в фибрин.

Содержание фибриногена в крови здоровых людей в среднем составляет 3,0-3,3 г / л. Его концентрация повышается в период беременности, а также при заболеваниях воспалительного характера, при деструктивных процессов, злокачественных новообразований, туберкулеза и других патологических состояний. Снижение содержания фибриногена наблюдается вследствие заболеваний печени, отравление фосфором, фосфорорганических соединениями и другими токсичными веществами.

Фибриноген - белок, который быстро восстанавливается, период его распада от 3 до 8 суток.

Наряду с плазмоспецифичнимы белками крови, в ней присутствуют соединения белковой природы, которые попадают из других тканей и органов. К последним относятся гормоны белковой природы: инсулин и глюкагон, го-надо-и тиреотропного гормона гипофиза и др.. Постоянной составной частью крови является ферменты. Ферменты, присутствующие в плазме, освобождаются из клеток крови и других тканей в результате естественного лизиса последних. Большинство ферментов плазмы не выполняют метаболических функций, за исключением ферментов, участвующих в свертывании крови и функционирующих в системе комплемента.

Вместе с плазмоспецифичнимы ферментами в крови содержится ряд органоспецифических ферментов, активность которых является показателем некоторых патологических состояний. Так, уровень сывороточной амилазы повышается при острых панкреатитов, в случае рака простаты. Значительно повышается активность кислой фосфатазы вследствие воспаления, она снижается при эффективной терапии. В случае заболеваний костной ткани повышается активность щелочной фосфатазы, которая определяется при рН 9.

Установлено, что уровень АсАТ, лактатдегидрогеназы и некоторых других ферментов в плазме имеет определенное диагностическое значение при поражении миокарда и может служить прогностическим тестом при терапии заболеваний сердца. В случае заболевания печени также происходит повышение уровня этих и некоторых других ферментов, например альдолазы.

В целом индивидуальных белков в крови насчитывается несколько сотен, однако не все они идентифицированы, не установлено их структуру и биологические функции.

БИОХИМИЯ КРОВИ

ВОПРОС 61

В плазме крови содержится 7% всех белков организма при концентрации 60 - 80 г/л. Белки плазмы крови выполняют множество функций. Одна из них заключается в поддержании осмотического давления, так как белки связывают воду и удерживают её в кровеносном русле.

• Белки плазмы образуют важнейшую буферную систему крови и поддерживают рН крови в пределах 7,37 - 7,43.
• Альбумин, транстиретин, транскортин, трансферрин и некоторые другие белки (табл. 14-2) вьшолняют транспортную функцию.
• Белки плазмы определяют вязкость крови и, следовательно, играют важную роль в гемодинамике кровеносной системы.

• Белки плазмы крови являются резервом аминокислот для организма.
• Иммуноглобулины, белки свёртывающей системы крови, α 1 -антитрипсин и белки системы комплемента осуществляют защитную функцию.

Методом электрофореза на ацетилцеллюлозе или геле агарозы белки плазмы крови можно разделить на альбумины (55-65%), α 1 -глобулины (2- 4%), α 2 -глобулины (6-12%), β-глобулины (8-12%) и γ-глобулины (12-22%) (рис. 14-19).

Применение других сред для электрофоретического разделения белков позволяет обнаружить большее количество фракций. Например, при электрофорезе в полиакриламидном или крахмальном гелях в плазме крови выделяют 16-17 белковых фракций. Метод иммуноэлектрофореза, сочетающий электрофоретический и иммунологический способы анализа, позволяет разделить белки плазмы крови более чем на 30 фракций. Большинство сывороточных белков синтезируется в печени, однако некоторые образуются и в других тканях. Например, γ-глобулины синтезируются В-лимфоцитами (см. раздел 4), пептидные гормоны в основном секретируют клетки эндокринных желёз, а пептидный гормон эритропоэтин - клетки почки. Для многих белков плазмы, например альбумина, α 1 -антитрипсина, гаптоглобина, транс-феррина, церулоплазмина, α 2 -макроглобулина и иммуноглобулинов, характерен полиморфизм (см. раздел 4). Почти все белки плазмы, за исключением альбумина, являются гликопротеинами. Олигосахариды присоединяются к белкам, образуя гликозидные связи с гидроксильной группой серина или треонина, или взаимодействуя с карбоксильной группой аспарагина. Концевой остаток олигосахаридов в большинстве случаев представляет собой N-ацетилнейраминовую кислоту, соединённую с галактозой. Фермент эндотелия сосудов нейраминидаза гидролизует связь между ними, и галактоза становится доступной для специфических рецепторов гепатоцитов. Путём эвддцитоза "состарившиеся" белки поступают в клетки печени, где разрушаются. Т 1/2 белков плазмы крови составляет от нескольких часов до нескольких недель. При ряде заболеваний происходит изменение соотношения распределения белковых фракций при электрофорезе по сравнению с нормой (рис. 14-20). Такие изменения называют диспротеинемиями, однако их интерпретация часто имеет относительную диагностическую ценность. Например, характерное для нефротического синдрома снижение альбуминов, α 1 - и γ-глобулинов и увеличение α 2 - и β-глобулинов отмечают и при некоторых других заболеваниях, сопровождающихся потерей белков. При снижении гуморального иммунитета уменьшение фракции γ-глобулинов свидетельствует об уменьшении содержания основного компонента иммуноглобулинов - IgG, но не отражает динамику изменений IgA и IgM. Содержание некоторых белков в плазме крови может резко увеличиваться при острых воспалительных процессах и некоторых других патологических состояниях (травмы, ожоги, инфаркт миокарда). Такие белки называют белками острой фазы, так как они принимают участие в развитии воспалительной реакции организма. Основной индуктор синтеза большинства белков острой фазы в гепатоцитах - полипептид интерлейкин-1, освобождающийся из мононуклеарных фагоцитов. К белкам острой фазы относят С-реактивный белок, называемый так, потому что он взаимодействует с С-полисахари-дом пневмококков, α 1 -антитрипсин, гаптоглобин, кислый гликопротеин, фибриноген. Известно, что С-реактивный белок может стимулировать

Рис. 14-19. Электрофореграмма (А) и денситограмма (Б) белков сыворотки крови.

Рис. 14-20. Протеинограммы белков сыворотки крови. а - в норме; б - при нефротическом синдроме; в - при гипогаммаглобулинемии; г - при циррозе печени; д - при недостатке α 1 -антитрипсина; е - при диффузной гипергаммаглобулинемии.

систему комплемента, и его концентрация в крови, например, при обострении ревматоидного артрита может возрастать в 30 раз по сравнению с нормой. Белок плазмы крови а,-антитрипсин может инактивировать некоторые протеазы, освобождающиеся в острой фазе воспаления.

Альбумин. Концентрация альбумина в крови составляет 40-50 г/л. В сутки в печени синтезируется около 12 г альбумина, Т 1/2 этого белка - примерно 20 дней. Альбумин состоит из 585 аминокислотных остатков, имеет 17 дисульфидных связей и обладает молекулярной массой 69 кД. Молекула альбумина содержит много дикарбоновых аминокислот, поэтому может удерживать в крови катионы Са 2+ , Cu 2+ , Zn 2+ . Около 40% альбумина содержится в крови и остальные 60% в межклеточной жидкости, однако его концентрация в плазме выше, чем в межклеточной жидкости, поскольку объём последней превышает объём плазмы в 4 раза.

Благодаря относительно небольшой молекулярной массе и высокой концентрации альбумин обеспечивает до 80% осмотического давления плазмы. При гипоальбуминемии осмотическое давление плазмы крови снижается. Это приводит к нарушению равновесия в распределении внеклеточной жидкости между сосудистым руслом и межклеточным пространством. Клинически это проявляется как отёк. Относительное снижение объёма плазмы крови сопровождается снижением почечного кровотока, что вызывает стимуляцию системы ренинангиотензинальдрстерон, обеспечивающей восстановление объёма крови (см. раздел 11). Однако при недостатке альбумина, который должен удерживать Na + , другие катионы и воду, вода уходит в межклеточное пространство, усиливая отёки.

Гипоальбуминемия может наблюдаться и в результате снижения синтеза альбуминов при заболеваниях печени (цирроз), при повышении проницаемости капилляров, при потерях белка из-за обширных ожогов или катаболических состояний (тяжёлый сепсис, злокачественные новообразования), при нефротическом синдроме, сопровождающемся альбуминурией, и голодании. Нарушения кровообращения, характеризующиеся замедлением кровотока, приводят к увеличению поступления альбумина в межклеточное пространство и появлению отёков. Быстрое увеличение проницаемости капилляров сопровождается резким уменьшением объёма крови, что приводит к падению АД и клинически проявляется как шок.

Альбумин - важнейший транспортный белок. Он транспортирует свободные жирные кислоты (см. раздел 8), неконъюгированный билирубин (см. раздел 13), Са 2+ , Сu 2+ , триптофан, тироксин и трийодтиронин (см. раздел 11). Многие лекарства (аспирин, дикумарол, сульфаниламиды) связываются в крови с альбумином. Этот факт необходимо учитывать при лечении заболеваний, сопровождающихся гипоальбуминемией, так как в этих случаях повышается концентрация свободного лекарства в крови. Кроме того, следует помнить, что некоторые лекарства могут конкурировать за центры связывания в молекуле альбумина с билирубином и между собой.

Транстиретин (преальбумин) называют тирок-синсвязывающим преальбумином. Это белок острой фазы. Транстиретин относят к фракции альбуминов, он имеет тетрамерную молекулу. Он способен присоединять в одном центре связывания ретинолсвязывающий белок, а в другом - до двух молекул тироксина и трийодтиронина.

Таблица 14-2. Содержание и функции некоторых белков плазмы крови

БЕЛКИ ПЛАЗМЫ КРОВИ

В плазме крови открыто более 200 видов белков, которые составляют 7% объема плазмы. Белки плазмы крови синтезируются в основном в печени и макрофагах, а также в эндотелии сосудов, в кишечнике, лимфоцитах, почках, эндокринных железах. Разрушаются белки плазмы крови печенью, почками, мышцами и др. органами. Т½ белков плазмы крови составляет от нескольких часов до несколько недель.

В плазме крови белки выполняют следующие функции:

1. Создают онкотическое давление. Оно необходимо для удержания воды в кровяном русле.
2. Участвуют в свертывании крови.
3. Образуют буферную систему (белковый буфер).
4. Транспортируют в крови плохорастворимые в воде вещества (липиды, металлы 2 и более валентности).
5. Участвуют в иммунных процессах.
6. Образуют резерв аминокислот, который используется, например, при белковом голодании.
7. катализируют некоторые реакции (белки-ферменты).
8. Определяют вязкость крови, влияют на гемодинамику.
9. Участвуют в реакциях воспаления.

Строение белков плазмы крови

По строению белки плазмы крови являются глобулярными, по составу они делятся на простые (альбумины) и сложные.

Среди сложных, можно выделить липопротеины (ЛПОНП, ЛППП, ЛПНП, ЛПВП, ХМ), гликопротеины (почти все белки плазмы) и металлопротеины (трансферин, церрулоплазмин).

Общее количество белка в плазме крови в норме составляет 70-90 (60-80) г/л, его определяют с помощью биуретовой реакции. Количество общего белка в крови имеет диагностическое значение.

Повышение общего количества белка в плазме крови называется гиперпротеинемия , снижение – гипопротеинемия . Гиперпротеинемия возникает при дегидратации (относительная), травмах, ожогах, миеломной болезни (абсолютная). Гипопротеинемия наступает при спаде отеков (относительная), голодании, патологии печени, почек, кровопотере (абсолютная).

Кроме общего содержания белков в плазме крови также определяют содержание отдельных групп белков или даже индивидуальных белков. Для этого их разделяют с помощью электроэлектрофореза.

Электрофорез – это метод, при котором вещества с различным зарядом и массой, разделяются в постоянном электрическом поле. Электрофорез проводят на различных носителях, при этом получают разное количество фракций. При электрофорезе на бумаге белки плазмы крови дают 5 фракций: альбумины, α 1 -глобулины, α 2 -глобулины, β-глобулины и γ-глобулины. При электрофорезе на агаровом геле получается 7-8 фракций, на крахмальном геле – 16-17 фракций. Больше всего фракций – более 30, дает иммуноэлектрофорез.

Белки плазмы можно также разделить с помощью высаливания нейтральными солями щелочных и щелочноземельных металлов (3 фракции: альбумины, глобулины и фибриноген) или осаждения в спиртовом растворе.

Денситограмма белков сыворотки крови	Электрофореграмма белков сыворотки крови (10 пациентов)

Целесообразность разделения белков на фракции связана с тем, что белковые фракции плазмы крови отличаются между собой преобладанием в них белков, с определенными функциями, местом синтеза или разрушения.

Нарушение соотношения белковых фракций плазмы крови называется диспротеинемия . Выявление диспротеинемии имеет диагностическое значение.

Фракции белков плазмы крови

I . Альбумины

Основным белком этой фракции является альбумин.

Альбумин . Простой белок из 585 АК с массой 69кДа, имеет 17 дисульфидных мостиков, много дикарбоновых АК, обладает высокой гидрофобностью. У альбумина наблюдается полиморфизм. Синтезируется в печени (12 г/сут), утилизируется почками, энтероцитами и др. тканями. Т½=20 дней. 60% альбуминов находиться в межклеточном веществе, 40% - в кровяном русле. В плазме альбуминов 40-50г/л, они составляют 60% всех белков плазмы крови. Функции: поддержание онкотического давления (вклад 80%), транспорт свободных жирных кислот, билирубина, жёлчных кислот, стероидных и тиреоидных гормонов, ХС, лекарств, неорганических ионов (Cu 2+ , Ca 2+ , Zn 2+ ), является источником аминокислот.

Транстиретин (преальбумин) . Тетрамер. В плазме 0,25г/л. Белок острой фазы (5 группа). Транспортирует тиреоидные гормоны и ретинолсвязывающий белок. Снижается при голодании.

Диспротеинемия альбуминовой фракции реализуется преимущественно за счет гипоальбуминемии.

Причиной гипоальбуминемии является снижение синтеза альбуминов при печеночной недостаточности (цирроз), при повышении проницаемости капилляров, при активации катаболизма вследствие ожогов, сепсисе, опухолях, при потере альбуминов с мочой (нефротический синдром), при голодании.

Гипоальбуминемия вызывает отек тканей, снижение почечного кровотока, активацию РААС, задержку воды в организме и усиление отека тканей. Резкий отток жидкости в ткани приводит к снижению АД и может вызвать шок.

Глобулины. Онисодержат липопротеины и гликопротеины.

II . α 1 -Глобулины

α 1 -Антитрипсин - гликопротеин, синтезируемый печенью. В плазме 2,5г/л. Белок острой фазы (2 группа). Важный ингибитор протеаз, в том числе эластаз нейтрофилов, которые разрушают эластин альвеол лёгких и печени. α 1 -Антитрипсин также ингибирует коллагеназу кожи, химотрипсин, протеазы грибков и лейкоцитов. При дефиците α 1 -антитрипсина могут возникнуть эмфизема лёгких и гепатит, приводящий к циррозу печени.

Кислый α 1 - гликопротеин , синтезируется печенью. В плазме 1 г/л. Белок острой фазы (2 группа). Транспортирует прогестерон и сопутствующие гормоны.

ЛПВП синтезируются в печени. В плазме 0,35 г/л. Транспортируют излишки ХС из тканей в печень, обеспечивают обмен других ЛП.

Протромбин - гликопротеид, содержащий около 12% углеводов; белковая часть молекулы представлена одной полипептидной цепью; молекулярная масса около 70000Да. В плазме 0,1 г/л. Протромбин - предшественник фермента тромбина, стимулирующего формирование тромба. Биосинтез протекает в печени и регулируется витамином К, образуемым кишечной флорой. При его недостатке витамина К уровень протромбина в крови падает, что может приводить к кровоточивости (ранняя детская геморрагия, обтурационная желтуха, некоторые болезни печени).

Транскортин - гликопротеин, синтезируемый в печени, масса 55700Да, Т½=5 суток. Переносит кортизол, кортикостерон, прогестерон, 17-альфа-гидроксипрогестерон и, в меньшей степени, тестостерон. В плазме 0,03 г/л. Концентрация в крови чувствительна к экзогенным эстрогенам и зависит от их дозы.

Тироксинсвязывающий глобулин (TBG ) - синтезируется в печени. Молекулярная масса 57 кДа. В плазме 0,02 г/л. Т½=5 суток. Он является главным транспортером тироидных гормонов в крови (транспортирует 75% тироксина и 85% трийодтиронина).

Диспротеинемия за счет α 1 -глобулиной фракции реализуется преимущественно за счет: 1). снижения синтеза α 1 -антитрипсина. 2). Потере белков этой фракции с мочой при нефротическом синдроме. 3). повышения белков острой фазы в период воспаления.

III . α 2 -Глобулины

α 2 -Макроглобулин очень крупный белок (725 кДа), синтезируется в печени. Белок острой фазы (4 группа). В плазме 2,6 г/л. Главный ингибитор множество классов протеиназ плазмы, регулирует свертывание крови, фибринолиз, кининогенез, иммунные реакции. Уровень α 2 -макроглобулина в плазме уменьшается в острой фазе панкреатита и карциномы простаты, увеличивается - в результате гормонального эффекта (эстрогены).

Гаптоглобин – гликопротеид, синтезируется в печени. В плазме 1 г/л. Белок острой фазы (2 группа). Связывает гемоглобин с образованием комплекса, обладающего пероксидазной активностью, препятствует потери железа из организма. Гаптоглобин эффективно ингибирует катепсины С, В и L, может участвовать в утилизации некоторых патогенных бактерий.

Витамин Д связывающий белок (БСВ) (масса 70кДа). В плазме 0,4 г/л. Обеспечивает транспорта витамина А в плазме и предотвращает его экскрецию с мочой.

Церулоплазмин - главный медьсодержащий белок плазмы (содержит 95% меди в плазмы) с массой 150кДа, синтезируется в печени. В плазме 0,35 г/л. Т½=6 суток. Церулоплазмин обладает выраженной оксидазной активностью; ограничивает освобождение железа, активирует окисление аскорбиновой кислоты, норадреналина, серотонина и сульфгидрильных соединений, инактивирует активные формы кислорода, предотвращая ПОЛ.

Церулоплазмин - белок острой фазы (3 группа). Он повышается у больных с инфекционными заболеваниями, циррозом печени, гепатитами, инфарктом миокарда, системными заболеваниями, лимфогранулематозом, при злокачественных новообразованиях различной локализации (рак легкого, молочной железы, шейки матки, желудочно-кишечного тракта).

Болезнь Вильсона – Коновалова. Недостаточность церулоплазмина возникает при нарушении его синтеза в печени. При дефиците церулоплазмина Cu 2+ уходит из крови, выводятся с мочой или накапливается в тканях (например, в ЦНС, роговице).

Антитромбин III . В плазме 0,3 г/л. Ингибитор плазменных протеаз.

Ретинолсвязывающий белок синтезируется в печени. В плазме 0,04 г/л. Связывает ретинол, обеспечивает его транспорт и предотвращает распад. Функционирует в комплексе с транстиретином. Ретинол связывающий белок фиксирует излишки витамина А, что предотвращает мембранолитическое действие высоких доз витамина.

Диспротеинемия за счет α 2 -глобулиной фракции может возникать при воспалении, т.к. в этой фракции содержатся белки острой фазы.

IV . β-Глобулины

ЛПОНП - образуются в печени. Транспорт ТГ, ХС.

ЛППП - образуются в крови из ЛПОНП. Транспорт ТГ, ХС.

ЛПНП – образуются в крови из ЛППП. В плазме 3,5 г/л. Транспортируют излишки ХС из периферических органов в печень.

Трансферрин – гликопротеин, синтезируется печенью. В плазме 3 г/л. Т½=8 суток. Главный транспортер железа в плазме, 1 молекула трансферрина связывает 2 Fe 3+ , а 1г трансферрина соответственно около 1,25 мг железа. При снижении концентрации железа синтез трансферрина возрастает. Белок острой фазы (5 группа). Снижается при печеночной недостаточности.

Фибриноген гликопротеин, синтезируется в печени. Молекулярная масса 340кДа. В плазме 3 г/л. Т½=100часов. Фактор I свёртывания крови, способен под действием тромбина превращаться в фибрин. Является источником фибринопептидов, обладающих противовоспалительной активностью. Белок острой фазы (2 группа). Содержание фибриногена увеличивается при воспалительных процессах и некрозе тканей. Снижается при ДВС синдроме, печеночной недостаточности. Фибриноген основной белок плазмы, влияющий на величину СОЭ (с повышением концентрации фибриногена скорость оседания эритроцитов увеличивается).

С-реактивный белок синтезируется преимущественно в гепатоцитах, его синтез инициируется антигенами, иммунными комплексами, бактериями, грибами, при травме (через 4-6 ч после повреждения). Может синтезироваться эндотелиоцитами артерий. В плазме <0,01 г/л. Белок острой фазы (1 группа). Способен связывать микроорганизмы, токсины, частицы поврежденных тканей, препятствуя тем самым их распространению. Эти комплексы активируют комплемент по классическому пути, стимулируя процессы фагоцитоза и элиминации вредных продуктов. С-реактивный белок может взаимодействовать с Т-лимфоцитами, фагоцитами и тромбоцитами, регулируя их функции в условиях воспаления. Обладает антигепариновой активностью, при повышении концентрации ингибирует агрегацию тромбоцитов. СРБ - это маркер скорости прогрессирования атеросклероза. Определяют для диагностики миокардитов, воспалительных заболеваний клапанов сердца, воспалительные заболевания различных органов.

Диспротеинемия за счет β-глобулиной фракции может возникать при 1). некоторых дислипопротеинемиях; 2). воспалении, т.к. в этой фракции содержатся белки острой фазы; 3). При нарушении свертывающей системы крови.

V . γ-Глобулины

Синтезируются функционально активными В-лимфоцитами (плазмоцитами). У взрослого человека 10 7 клонов В-лимфоцитов которые синтезируют 10 7 видов γ-глобулинов. γ-Глобулины гликопротеины, состоят 2 тяжелых (440 АК) и 2 легких (220 АК) полипептидных цепей различной конфигурации, которые соединяются между собой дисульфидными мостиками. Антитела гетерогенны, отдельные составные части полипептидов кодируются разными генами, с различной способностью к мутированию.

Все γ-глобулины разделены на 5 классов G , A , M , D , E . В каждом классе выделяют несколько подклассов.

Диспротеинемия за счет γ-глобулиной фракции может возникать при 1). Иммунодефицитом состоянии; 3). Инфекционных процессах. 2). Нефротическом синдроме.

Белки острой фазы воспаления

Понятие "белки острой фазы" объединяет до 30 белков плазмы крови, участвующих в реакции воспалительного ответа организма на повреждение. Белки острой фазы синтезируются в печени, их концентрация существенно изменяется и зависит от стадии, течения заболевания и массивности повреждения.

Синтез белков острой фазы воспаления в печени стимулируют: 1). ИЛ-6, 2); ИЛ-1 и сходные с ним по действию (ИЛ-1 а, ИЛ-1Р, факторы некроза опухолей ФНО-ОС и ФНО-Р); 3). Глюкокортикоиды; 4). Факторы роста (инсулин, факторы роста гепатоцитов, фибробластов, тромбоцитов).

Выделяют 5 групп белков острой фазы

1. К «главным» белкам острой фазы у человека относят С-реактивный белок (СРВ) и амилоидный А белок сыворотки крови. Уровень этих белков возрастает при повреждении очень быстро (в первые 6-8 часов) и значительно (в 20-100 раз, в отдельных случаях - в 1000 раз).

2. Белки, концентрация которых при воспалении может увеличиваться в 2-5 раз в течение 24 часов. Это кислый α1-гликопротеид, α1-антитрипсин, фибриноген, гаптоглобин .

3. Белки, концентрация которых при воспалении или не изменяется или повышается незначительно (на 20-60% от исходного). Это церулоплазмин, С3-компонент комплемента .

4. Белки, участвующие в острой фазе воспаления, концентрация которых, как правило, остается в пределах нормы. Это α 1 -макроглобулин, гемопексин, амилоидный Р белок сыворотки крови, иммуноглобулины .

5. Белки, концентрация которых при воспалении может снижаться на 30-60%. Это альбумин, трансферрин, ЛПВП, преальбумин . Уменьшение концентрации отдельных белков в острой фазе воспаления может быть обусловлено снижением синтеза, увеличением потребления, либо изменением их распределения в организме.

Целый ряд белков острой фазы обладает антипротеазной активностью. Это α 1 -антитрипсин, антихимотрипсин, α 2 -макроглобулин. Их важная функция состоит в ингибировании активности эластазоподобных и химотрипсиноподобных протеиназ, поступающих из гранулоцитов в воспалительные экссудаты и вызывающих вторичное повреждение тканей. Снижение уровней ингибиторов протеиназ при септическом шоке или остром панкреатите является плохим прогностическим признаком.

Парапротеинемия – появление в плазме крови нехарактерных белков.

Например, во фракции α-глобулинов может появиться α-фетоглобулин, карциноэмбриональный антиген.

α-Фетоглобулин - один из фетальных антигенов, которые циркулируют в крови примерно у 70% больных с первичной гепатомой. Этот антиген выявляется также у пациентов с раком желудка, предстательной железы и примитивными опухолями яичка. Исследование крови на наличие в ней α-фетопротеина полезно для диагностики гепатом.

Карциноэмбриональный антиген (КЭА) - гликопротеид, опухолевый антиген, характерный в норме для кишечника, печени и поджелудочной железы плода. Антиген появляется при аденокарциномах органов ЖКТ и поджелудочной железы, в саркомах и лимфомах, также обнаруживается при целом ряде неопухолевых состояний: при алкогольном циррозе печени, панкреатите, холецистите, дивертикулите и язвенном колите.

ФЕРМЕНТЫ ПЛАЗМЫ КРОВИ

Ферменты, находящиеся в плазме крови, можно разделить на 3 основные группы:

1. Секреторные . Они синтезируются в печени, эндотелии кишечника, сосудов поступают в кровь, где выполняют свои функции. Например, ферменты свертывающей и противосвертывающей системы крови (тромбин, плазмин), ферменты обмена липопротеинов (ЛХАТ, ЛПЛ).

2. Тканевые . Ферменты клеток органов и тканей. Они попадают в кровь при увеличении проницаемости клеточных стенок или при гибели клеток тканей. В норме их содержание в крови очень низкое. Некоторые тканевые ферменты имеют диагностическое значение, т.к. по ним можно определить пораженный орган или ткань, по этому их еще называют индикаторными . Например, ферменты ЛДГ с 5 изоформами, креатинкиназа с 3 изоформами, АСТ, АЛТ, кислая и щелочная фосфатаза и т.д.

3. Экскреторные . Ферменты, синтезируемые железами ЖКТ (печень, поджелудочная железа, слюнные железы) в просвет ЖК тракта и участвующие в пищеварении. В крови эти ферменты появляются при повреждении соответствующих желез. Например, при панкреатите в крови обнаруживают липазу, амилазу, трипсин, при воспалении слюнных желез – амилазу, при холестазе – щелочную фосфатазу (из печени).

Фракция	Белки	Конц г/л	Функция
альбумины	Транстиретин	0,25
	Альбумин		Поддержание осмотического давления, транспорт жирных кислот, билирубина, жёлчных кислот, стероидных гормонов, лекарств, неорганических ионов, резерв аминокислот
α 1 -глобулины	α 1 -антитрипсин		Ингибитор протеиназ
	Кислый α 1 - гликопротеин		Транспорт прогестерона
	Протромбин		Фактор II свёртывания крови
	Транскортин	0,03	Транспорт кортизола, кортикостерона, прогестерона
	Тироксинсвязывающий глобулин	0,02	Транспорт тироксина и трийодтиронина
α 2 -глобулины	Церулоплазмин	0,35	Транспорт ионов меди, оксидоредуктаза
	Антитромбин III		Ингибитор плазменных протеаз
	Гаптоглобин		Связывание гемоглобина
	α 2 -Макроглобулин		Ингибитор плазменных протеиназ, транспорт цинка
	Ретинолсвязывающий белок	0,04	Транспорт ретинола
	Витамин Д связывающий белок		Транспорт кальциферола
β-глобулины	ЛПНП		Транспорт холестерола
	Трансферрин		Транспорт ионов железа
	Фибриноген		Фактор I свёртывания крови
	Транскобаламин	25*10 -9	Транспорт витамина В 12
	Глобулин связывающий белок	20*10 -6	Транспорт тестостерона и эстрадиола
	С-реактивный белок	< 0,01	Активация комплемента
γ-глобулины			Поздние антитела
			Антитела, защищающие слизистые оболочки
			Ранние антитела
		0,03	Рецепторы В-лимфоцитов
		< 0,01	Поделиться: Facebook Twitter Вконтакте Одноклассники Google+