Характеристика белковых фракций крови. Причины гипер-, гипо- и диспротеинемии. Диагностическое значение изменений уровня специфических белков в плазме крови (трансферрина, церуплазмина и др. ).

Альбумины и глобулины. Это наиболее важные белки плазмы крови (составляют 60%). Содержание альбумина 35-50 г/л, глобулина 20-30 г/л. По форме молекулы это глобулярные белки.

Альбумины растворимы как в воде, так и в солевых растворах, имеют M 40-70 кД (килодальтон, т.е. тысяч дальтон). Особенностью АК-состава является повышенное содержание глутаминовой, аспарагиновой кислот, следовательно в водном растворе эти белки имеют «-» заряд. ИЭТ лежит в пределах pH 4,7 в кислой среде.

В организме альбумины выполняют следующие функции:

1. транспортная – переносят метаболиты, лекарственные вещества, ВЖК (высшие жирные к-ты), холестерины, гормоны, желчные пигменты, ионы Ca2+ и др.

2. поддержание онкотического давления, т.к. осмотическое давление крови на ~75-80% обеспечивается за счет альбуминов.

Глобулины плохо растворимы в воде, но хорошо в солевых растворах. Имеют большую M до 150 кД. Проявляют либо слабовыраженные кислотные, либо нейтральные свойства. ИЭТ лежит в пределах pH 6-7,3.

В норме содержание альбуминов и глобулинов лежит в определенной пропорции – альбумино-глобулиновый или белковый коэффициент: К=А/Г1,5-2,3. Определение АГК имеет диагностическое значение, т.к. при патологиях оно меняется. Например, при инфекционных заболеваниях увеличивается содержание глобулина, АГК уменьшается; при патологии почек нарушается их фильтрационная способность, количество альбуминов уменьшается, следовательно, АГК также падает. Чтобы определить белковый коэффициент необходимо отнести содержание альбумина к содержанию глобулина.

 

Методы разделения (фракционирования) белков

1. Высаливание – разделение на основе различной растворимости альбуминов и глобулинов. Осаждение белков обычно производят сульфатом аммония (NH4)2SO4. В насыщенном растворе этого реактива осаждаются альбумины, а в полунасыщенном – глобулины.

2. Электрофорез – разделение белков при движении в электрическом поле за счет разности их заряда.

Основные белки сыворотки крови делятся на несколько фракций. Быстрее всех движутся к аноду альбумины – это гомогенная фракция. Глобулины делятся на 4 фракции: 1, 2, ,  [рис. альбуминов и 4-х глобулинов и как они движутся к аноду].

В крови определяется общий белок. Нормальное общее содержание белка, но изменено соотношение его фракций – диспротенемия. При инфекционных заболеваниях увеличивается содержание *-глобулиновой фракции. При заболеваниях почек снижается содержание альбуминовой фракции, но увеличивается содержание *2 и * глобулинов. Также наблюдается парапротеинемия – появление патологических белков, например при некоторых онкологических заболеваниях.

 

III. Проламины и глютелины. Это основные растительные белки. Они не растворяются ни в водных растворах, ни в свободном этаноле, но растворяются в 65% растворе этанола. По АК-составу присутствует глутамин (до 25%), пролин (до 15%). В кукурузе содержится зеин, в ячмене – гордеин, в пшенице – глиадин.

 

IV. Протеиноиды (склеропротеины). Они не растворяются ни в воде, ни в солевых растворах. Это фибриллярные белки опорных тканей. Входят в состав сухожилий, костной, хрящевой тканей и др. К ним относятся: кератины – белки волос, ногтей; коллагены – белки соединительной ткани; эластины – белки, входящие в состав связок. Особенностью АК-состава является повышенное содержание аланина, глицина, пролина. Имеется оксипролин. Эти белки составляют 25-33% от всех белков в организме.

Белковый состав крови

Функции белков крови:

1. поддерживают онкотическое давление (в основном за счет альбуминов);

2. определяют вязкость плазмы крови (в основном за счет альбуминов);

3. определяют устойчивость форменных элементов в кровотоке (предупреждают склеивание клеток крови между собой);

4. участвуют в поддержании КЩС (кислотно-щелочного равновесия), образуя белковую буферную систему;

5. транспортируют метаболиты, биорегуляторы, микроэлементы, ксенобиотики (в основном за счет альбуминов). Напр., тироксинсвязывающий белок транспортирует гормон тироксин (Т4);

6. участвуют в регуляции гемостаза, являясь компонентами свертывающей и противосвертывающей систем;

7. участвуют в реакциях иммунитета (γ-глобулины, комплемент);

8. являются резервом аминокислот.

 

Общий белок

В норме общий белок крови 65-85 г/л.

Общий белок – это сумма всех белковых веществ крови.

► Гипопротеинемия – снижение альбуминов. Причины:

1. дефицит аминокислот в организме (из-за нарушения поступления, низкобелковой диете, нарушении переваривания и всасывания);

2. усиление распада белков (голодание, повышение потребности в энергии и строительном материале при беременности и травме);

3. выведение белков из кровеносного русла: выход в ткани (экссудация, транссудация) либо из организма – выход в мочу при нарушении фильтрации почками;

4. нарушение белоксинтезирующей функции печени.

► Гиперпротеинемия может быть в двух вариантах:

а) парапротеинемия – появление патологических белков;

б) повышение за счет белковой фазы воспаления.

 

Альбумины

В норме 35-50 г/л.

Гипоальбуминемия – причины см. выше (гипопротеинемия). При снижении альбуминов ниже 30 г/л возникают отеки.

Гиперальбуминемия – при переливании альбуминов с лечебной целью и при сгущении крови (относительная гиперальбуминемия). Истинной не встречается.

 

Глобулины в норме 20-30 г/л

I. α1 -глобулины

α-антитрипсин – ингибирует трипсин, пепсин, эластазу, некоторые другие протеазы крови. Выполняет антивоспалительную функцию крови. Повышенный уровень антитрипсина характерен для острой фазы воспаления, поэтому он называется белком острой фазы.

α1-серомукоиды – гликопротеины сыворотки крови. Являются компонентами клеточных мембран и появляются в крови вследствие обновления кклеток. Обнаруживаются в печени в ответ на воспаление (в любом органе). Повышается содержание серомукоидов в ответ на воспаление и процессы распада (при деструктивных процессах).

α1-фетопротеин – фетальный белок. В норме в больших количествах во внутриутробном периоде. Концентрация у взрослого человека не более 15мг/мл. Уровень фетопротеинов используется как маркерна уровне внутриутробного развития. Также используется как онкомаркер – маркер рака печени. В организме плода выполняет важные функции: заменяет альбумин, защищает от избытка материнского эстрогена, участвует в развитии печени.

II. α2 -глобулины

α-макроглобулин – защищает функционирующие белки от протеолитических ферментов. Это белки острой фазы воспаления. Их концентрация увеличивается при потере альбуминовой фракции с мочей, а также в острую фазу воспаления.

Гаптоглобин – связывает и транспортирует свободный гемоглобин в клетки ретикулярной системы. Сберегает железо (Fe), обезвреживает гемоглобин. Снижается гаптоглобин при гемолизе, повышается – в острую фазу воспаления.

Церрулоплазмин выполняет ряд функций:

1) транспортирует ионы меди (II) – связывает и удерживает Cu++ в кровеносном русле;

2) катализирует окисление Fe2+ в Fe3+;

3) обладает противовоспалительным действием;

4) является антиоксидантом – обезвреживает активные формы кислорода и ПОЛ (перекисное окисление липидов).

Повышение церрулоплазмина – при остром воспалительном процессе, циррозе печени, заболеваниях печени воспалительного характера.

Понижение – при нарушении его синтеза в печени (а также наследственные факторы).

Болезнь Вильсона-Коновалова: церрулоплазмин не удерживается в крови, а выходит в ткани и с мочой, а также откладывается в прозрачных средах глаза.

III. β-глобулины

Трансферрин – белок, транспортирующий ионы Fe3+. Повышение трансферрина – при дефиците железа в организме. Понижение – при остром воспалительном процессе (!) или при нарушении функций печени. У пациентов с врожденной гипо- или атрансферринемией не удается вылечить анемию.

Гемопексин – связывает и транспортирует гем в клетки ретикулоэндотелиальной системы. Повышение гемопексина – при гемолизе. Понижение – при остром воспалении.

Фибриноген (норма 2-4 г/л) – компонент свертывающей системы крови. При формировании сгустка превращается в фибрин. Фибриноген содержится в плазме крови, а в сыворотке крови его нет. Гиперфибриногенемия – при острой фазе воспаления и тромботических заболеваниях. Гипофибриногенемия – при нарушении синтеза его в печени (развивается гипокоагуляция).

С-реактивный белок – реагирует с С-полисахаридом пневмококка, реагирует с полисахаридами многих бактерий, клеточных стенок чужеродных клеток. Эта реакция необходима для фагоцитоза, следовательно, С-реактивный белок обладает противовоспалительным действием, способствует фагоцитозу, обеспечивает взаимодействие клеток иммунной системы. В норме содержится в количестве 5 мг/л. Повышение концентрации – при бактериальной инфекции и неинфекционных воспалениях – растет в тысячи раз, поэтому его называют маркером острого воспаления.

IV. γ-глобулины (иммуноглобулины, антитела)

Повышение титра иммуноглобулинов:

Ig M – острый инфекционный процесс;

Ig G – хронический воспалительный процесс и после острого заболевания;

Ig A – секреторный иммуноглобулин поверхности слизистых оболочек;

Ig E – антитела аллергии;

Ig D – его функция неизвестна.

Гипергаммаглобулинемия характеризует острый бактериальный воспалительный процесс или иммунопатологию. Обеспечивается плазматическими клетками.

Гипогаммаглобулинемия характеризует подавление звена гуморального иммунитета (при лучевой болезни, иммунодефиците, истощении организма).

Качественные изменения заключаются в появлении парапротеинов (продуктов аномального синтеза иммуноглобулинов), патологии клеток иммунной системы (их опухоли).

Напр., криоглобулин (чувствительный к холоду) переходит в гель при температуре ниже 37ºС (это обратимый процесс). Он обуславливает холодовую аллергию.

 

Диспротеинемия - нарушение нормального соотношения фракций белков плазмы, встречается при многих заболеваниях, значительно чаще, чем изменение общего количества белка. Диспротеинемии обладают большой динамикой, связанной с фазой развития процесса, его длительностью и интенсивностью проводимых лечебных мероприятий.

 

Протеинемия — содержание в крови белков. У здорового человека в сыворотке крови содержится 7—8% белка, который состоит из фракций альбуминов и глобулинов, их соотношение называют альбумин-глобулиновым коэффициентом (см.). Количественное уменьшение белка (гипопротеинемия) наблюдается при длительном голодании, энтеритах, панкреатитах, нефротическом синдроме; увеличение белка (гиперпротеинемия) — при миеломной болезни и некоторых формах ретикулезов. Качественные изменения, т. е. изменения в соотношении белковых фракций крови (диспротеинемия), наблюдаются при нефротическом синдроме, поражении печени и т. д.

 

Протеинемия (протеин + греч. haima — кровь) — содержание в крови простых белков, к которым относятся альбумин и глобулины. Фибриноген и протромбин, принадлежащие к глобулиновым фракциям, рассматривают обычно отдельно от этой группы. В плазме крови человека в норме содержится 7—8% белка. Содержание альбуминов (см.) в плазме или сыворотке составляет 4—5%; содержание глобулинов (см.) — в среднем 2 — 2,5%. Соотношение альбумина к глобулинам выражается как 4: 2 (см. Альбумин-глобулиновый коэффициент).

Нормальное количественное и качественное содержание белков называют эупротеинемней, количественное уменьшение белков — гипопротеинемией, увеличение— гиперпротеинемией. Наличие в плазме крови ложных (аномальных) белков называется парапротеинемией. Качественные изменения, т. е. изменения в соотношении белковых фракций, обозначают диспротеинемией.

При гипопротеинемии обычно наблюдаются уменьшение количества сывороточного альбумина (гипоальбуминемия) и относительное или абсолютное увеличение глобулинов. Основные причины гипопротеинемии: 1) недостаточное поступление или усвоение организмом белка; 2) потеря белка организмом; 3) повышенный распад белков; 4) поражение органов, образующих белки; 5) врожденные или наследственные факторы, обусловливающие уменьшение или отсутствие одной из белковых фракций. При нарушении резорбции аминокислот в пищеварительном тракте при таких заболеваниях, как спру, язвенный колит, поносы инфекционного происхождения, панкреатит, свищи кишечника, агастрический или анэнтерический синдром (после резекции желудка или удаления большого отрезка тонкого кишечника) и пр., кроме уменьшения общего количества белков за счет альбуминов, наблюдается увеличение α1, α2- и ү-глобулинов.

α-глобулин (некротический альбумин) увеличивается во всех случаях некроза или распада тканей.

Поскольку альбумин и частично глобулины (особенно α-фракции), а также фибриноген образуются в печени, поражение ее ведет к гипоальбуминемии и уменьшению α-глобулинов; ү-глобулины увеличиваются (циррозы печени, хронические гепатиты).

Существуют неясной этиологии врожденные или наследственные гипопротеинемии, при которых наблюдается уменьшение или отсутствие одной из белковых фракций. Гипогаммаглобулинемия может быть врожденной и приобретенной. Уменьшение ү-фракций наблюдается при нефротическом синдроме, амилоидозе, после травматического шока, при опухолях пищеварительного тракта и пр.

Врожденная агаммаглобулинемия и гипогаммаглобулинемия связана с недостаточной активностью ретикулоэндотелиальной системы и нарушением производства этого глобулина плазматическими клетками. Так как гамма-глобулин связан с образованием антител, при снижении или отсутствии его понижается сопротивляемость организма к инфекции.

Очень редко встречаются эссенциальная гипопротеинемия и анальбуминемия, при которых не удается найти какого-либо поражения внутренних органов. Причина возникновения их не выяснена.

Увеличение отдельных глобулиновых фракций зависит в основном от острых или

хронических инфекционно-воспалительных процессов, аллергических заболеваний и тканевого некроза, связанного с процессом распада и резорбции. Так, в случаях острого воспаления с преобладанием экссудативных процессов наблюдается снижение количества альбуминов и увеличение α-глобулинов и фибриногена. При хроническом воспалительном процессе снижается количество альбуминов и нарастает количество ү-глобулинов, что связано с образованием антител (защитный белок).

Общим содержанием белков плазмы определяется коллоидно-осмотическое давление крови, т. е. онкотическое давление. Почти 80% осмотического эффекта падает на сывороточный альбумин. Поэтому при гипоальбуминемии без компенсаторного увеличения содержания глобулинов осмотическое давление снижается и развиваются отеки. Кроме того, при гипопротеинемии нарушаются питание тканей, равновесие азотистого баланса, перенос питательных веществ к органам и тканям (особенно некоторых липоидов), снижаются иммунитет и сопротивляемость организма.

Парапротеинемия обычно сопровождается гиперпротеинемией (макроглобулинемия, миеломная болезнь, гиперглобулинемическая пурпура, криоглобулинемия).

Выявление качественных и количественных изменений белкового состава плазмы крови имеет большое значение для диагностики и лечения. При гипопротеинемии или уменьшении содержания одной какой-либо белковой фракции, кроме лечения основного заболевания, необходимо введение белков в виде плазмы или отдельных препаратов (гамма-глобулин, альбумин и пр.). См. также Кровь.

 

Клиническое значение

 

 

Физиологические изменения уровней трансферрина. Уровень трансферрина менее лабилен, чем железа в плазме крови. Концентрация трансферрина в крови, однако, быстро нарастает после приема некоторых контрацептивных препаратов, о чем следует помнить при оценке результатов обследований женщин. Даже у женщин, имеющих соответствующие норме тканевые резервы железа, содержание трансферрина в плазме крови увеличивается при беременности (приблизительно после 28й недели).

 

^ Патологические изменения уровнен трансферрина. Уровень трансферрина и ОРСЖ повышается при недостаточности железа, ио понижается при перегрузке им.

 

Уровень трансферрина и ОРСЖ понижается при хронических заболеваниях, связанных с низкой концентрацией железа в плазме крови. При нефротическом синдроме возможно понижение обоих показателей в связи с тем, что трансферрин теряется из организма с мочой.

 

При острых инфекционных заболеваниях содержание трансферрина и ОРСЖ не изменяется.

 

Таким образом, при неосложненной недостаточности железа снижение концентрации железа в плазме крови сопровождается увеличением уровня трансферрина и ОРСЖ. Анемия, не обусловленная недостаточностью железа, связала с низким уровнем ОРСЖ.

 

При сочетании недостаточности железа с анемией, сопровождающей хронические инфекционные заболевания, противоположные эффекты этих двух патологических состояний на концентрацию трансферрина затрудняют интерпретацию результатов определений этого параметра, а также измерений содержания железа.

 

 

Сниженные уровни церулоплазмина отмечаются при болезни Вильсона — Коновалова и болезни Менкеса. В первом случае это обусловлено нарушением процесса «нагрузки» апоцерулоплазмина медью вследствие мутации гена ATP7B. Во втором случае нарушен захват меди в кишечнике из-за мутаций гена ATP7A.

 

Концентрация церулоплазмина также возрастает при воспалительных процессах, травмах.

 

В ряде исследований отмечаются повышенные уровни церулоплазмина у больных шизофренией. В единственном на данный момент небольшом исследовании лиц с обсессивно-компульсивным расстройством также были отмечены повышенные уровни церулоплазмина.