Белком плазмы крови является гемоглобин

Плазма крови

— это соломенного цвета, жидкий компонент крови, который вместе с ресуспендироваными клетками образуют цельную кровь. Плазма составляет около 55% общего объема крови. Это внутрисосудистая часть общего объема внеклеточной жидкости (всей жидкости организма вне клеток).

Основная часть плазмы представлена водой – 93% и содержит растворенные белки, глюкозу, факторы свертывания крови, ионы минералов, гормоны и углекислый газ; через плазму осуществляется транспорт всех экскретируемых продуктов (шлаков). Белки плазмы служат резервом белков организма человека. Плазма играет важную роль во внутри сосудистом осмотическом эффекте, который обеспечивает электролитный баланс; плазма защищает организм от инфекций и других заболеваний.

Получают плазму крови путем осаждения клеток — центрифугированием цельной крови, к которой добавлен антикоагулянт (вещество препятствующее свертыванию крови); плазму отсасывают или сливают. Плотность плазмы составляет приблизительно 1,025 кг/л.

Осмотическая регуляция — функция белков плазмы крови

Плазменные белки являются коллоидами и не способны к диффузии через полупроницаемые мембраны; они способны оказывать осмотическое (онкотическое) давление, которое помогает поддерживать нормальный объем крови и нормальное содержание воды в межклеточной жидкости и тканях. Наиболее важным в регуляции осмотического коллоидного или онкотического давления является содержание альбумина. При снижении содержания альбумина уровень потери воды из крови в интерстициальное пространство увеличивается, что сопровождается отеками.

Повышение и понижение содержания белков в плазме крови

Если говорить о общем количестве белка, то оно бывает пониженное (гипопротеинемия) или повышенное (гиперпротеинемия).

Понижение количества белка (гипопротеинемия) может быть следствием:

• нарушения его выработки (результат печеночной недостаточности на фоне гепатита, цирроза или дистрофии печени);
• недостатка белка (длительное голодание, диета, нарушение работы ЖКТ);
• его повышенной потери (результат острых и хронических кровотечений, злокачественных новообразований).

Гиперпротеинемия является следствием обезвоживания — результат перегрева организма, обширных ожогов, тяжелых травма, холеры, миеломной болезни.

Каталитическая функция белков плазмы крови

Ряд белков плазмы крови обладают ферментативными свойствами и образуют ферментативные системы.

Это белки плазмы, которые формируют системы

• комплемента,
• каликреин-кининовую,
• ангиотензин-рениновую,
• свертывания крови,
• фибринолиза.

В норме ферменты систем циркулируют в виде зимогенов, проферментов, активация их осуществляется с использованием каскадного принципа, механизм активации — ограниченный протеолиз. Все ферменты систем — сериновые протеазы с относительной субстратной специфичностью. Это значит, что активная форма фермента одной системы может активировать профермент-субстрат другой системы.

Основные фракции

Разобравшись с белками плазмы крови и их функциями, подробнее познакомимся с основными фракциями, которые показывает биохимия крови.

При исследовании общего протеина выделяются следующие белковые фракции, и определяется их средняя концентрация:

• Альбумин — протеин, отвечающий за частичное связывание тироксина. Кроме того, этот протеин имеет транспортную функцию и отвечает за формирование резерва аминокислот.
• Глобулин — состоит из множества подвидов, каждый из которых имеет собственную функцию. Альфа-глобулины обладают высокой оксидазной активностью, связывают гемоглобин, предотвращая его выведение почками, ингибируют плазмин и транспортируют липиды. Бета-глобулины участвуют в транспортировке железа и холестерина. Гамма-глобулины выполняют иммунную функцию, являясь антителами для инородных протеинов.
• Эозинофильный катионный белок. Повышенное количество протеина эозинофилов говорит о наличии острых воспалительных заболеваний, поэтому определение уровня содержания этого белка в биохимическом анализе крови является важным диагностическим показателем для врача.
• Содержащийся в плазме протеин гемоглобин, связанный с кислородом, обеспечивает транспортировку дыхательных газов от легких к тканям органов. Гемоглобин является важнейшим элементом крови. Гемоглобин содержится в эритроцитах. Пониженный гемоглобин может вызвать развитие различных заболеваний. Суммарный белок в сыворотке крови показывает содержание альбуминов и глобулинов. Анализ крови на белок является обязательным в следующих случаях:
• при проведении скрининговой оценки,
• при нарушении питания и обмена веществ,
• перед диспансеризацией или в процессе предоперационной подготовки,
• при диагностике функциональности печени и почек,
• для оценки эффективности лечения.

Защитная функция белков плазмы крови

• Система иммуноглобулинов распознаёт, связывает чужеродные антигены и удаляет их;
• Белки системы комплемента удаляют антигены – клетки, растворяют иммунные комплексы, опсонируют бактерии и способствуют их фагоцитозу, организуют реакцию воспаления: продукты активации системы комплемента мощные хематрактанты;
• Система ингибиторов ферментов – ингибируют активные ферменты, образуя с ними комплексы; например, α1-антитрипсина образует комплекс с эластазой и трипсином, защищая ткани, такие как легкое, от повреждающего действия гидролаз;
• Концентрация некоторых белков плазмы увеличиваются в течение острой фазы воспаления, эти белки способны защитить ткани. Например, α1- антитрипсин, α2- макроглобулин.

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, α1-антитрипсин и белки системы комплемента осуществляют защитную функцию.

Методом электрофореза на ацетилцеллюлозе или геле агарозы белки плазмы крови можно разделить на альбумины (55-65%), α1-глобулины (2- 4%), α2 -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, α1-антитрипсина, гаптоглобина, транс-феррина, церулоплазмина, α2-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. Т1/2 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, α1- и γ-глобулинов и увеличение α2- 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, α1-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 α1-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.

Содержание некоторых белков в плазме крови и их функции представлены в таблице 14-2.

Альбумин.Концентрация альбумина в крови составляет 40-50 г/л. В сутки в печени синтезируется около 12 г альбумина, Т1/2 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 Са2+, Cu2+, Zn2+. 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), Са2+, Сu2+, 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

Соединение с этими лигандами происходит независимо друг от друга. В транспорте последних транстиретин играет существенно меНbшую роль по сравнению с тироксинсвязывающим глобулином.

α1 — Антитрипсинотносят к α1-глобулинам. Он ингибирует ряд протеаз, в том числе фермент эластазу, освобождающийся из нейтрофилов и разрушающий эластин альвеол лёгких. При недостаточности α1-антитрипсина могут возникнуть эмфизема лёгких (см. раздел 15) и гепатит, приводящий к циррозу печени. Существует несколько полиморфных форм α1-антитрипсина, одна из которых является патологической. У людей, гомозиготных по двум дефектным аллелям гена антитрипсина, в печени синтезируется α1-антитрипсин, который образует агрегаты, разрушающие гепатоциты. Это приводит к нарушению секреции такого белка гепатоцитами и к снижению содержания α1-антитрипсина в крови.

Гаптоглобинсоставляет примерно четверть всех α2-глобулинов. Гаптоглобин при внутрисосудистом гемолизе эритроцитов образует комплекс с гемоглобином, который разрушается в клетках РЭС. Если свободный гемоглобин, имеющий молекулярную массу 65 кД, может фильтроваться через почечные клубочки или агрегировать в них, то комплекс гемоглобин-гаптоглобин имеет слишком большую молекулярную массу (155 кД), чтобы пройти через гломерулы. Следовательно, образование такого комплекса предотвращает потери организмом железа, содержащегося в гемоглобине. Определение содержания гаптоглобина имеет диагностическое значение, например, снижение концентрации гаптоглобина в крови наблюдают при гемолитической анемии. Это объясняют тем, что при Т1/2 гаптоглобина, составляющем 5 дней, и Т1/2 комплекса гемоглобин — гаптоглобин (около 90 мин) увеличение поступления свободного гемоглобина в кровь при гемолизе эритроцитов вызовет резкое снижение содержания свободного гаптоглобина в крови. Гаптоглобин относят к белкам острой фазы, его содержание в крови повышается при острых воспалительных заболеваниях.

Глобулины — семейство глобулярных белков крови имеющих более высокую молекулярную массу и растворимость в воде чем альбумины. Глобулины вырабатываются печенью и иммунной системой. Глобулины, альбумины и фибриноген называют мажорными белками плазмы крови. Нормальная концентрация глобулинов в крови 2.6-4.6 г/децилитр.

• составляют почти половину белков крови;
• определяют иммунные свойства организма;
• определяют свертываемость крови;
• участвуют в транспорте железа и в других процессах.

( 1 оценка, среднее 4 из 5 )