1 Nejvýznamnější proteiny krevní plazmy. Ó Biochemický ústav LF MU 2012 (E.T.) 2 Plazma a krevní elementy krev Nesrážlivá krev po zcentrifugování plazma Krevní elementy a b hematokrit 0,41-0,46 objem 3 Plazma x Serum Obsahuje fibrinogen a další faktory krevního srážení Získá se odstředěním po přidání antikoagulantů Neobsahuje fibrinogen a koagulační faktory Získá se po odstředění sražené krve Obsahuje produkty rozpadu trombocytů (vyšší hladina CP, K+) 4 Proteiny krevní plazmy Koncentrace proteinů v plazmě: 62-82 g /l Funkce proteinů v plazmě • Enzymy • Enzymové inhibitory • Transportní proteiny • Obranné • Faktory srážení a fibrinolýzy • Udržování onkotického tlaku Strukturní typy proteinů • Jednoduché polypeptidy • Glykoproteiny • Lipoproteiny (komplexní) 5 Proteiny krevní plazmy 6 Nejvýznamější proteiny krevní plazmy Transportní: Albumin, transferin, ceruloplasmin, haptoglobin, hemopexin,prealbumin, RBG (retinol binding globulin), TBG (thyroid binding globulin), transkortin, SHBG (sex hormone binding globulin) transcobalaminy Obranné funkce: Imunoglobuliny, proteiny komplementu, CRP (C-reaktivní protein) Proteiny spojené se zánětem: CRP,C3, C4, C1 INA, alfa 1-antitrypsin, alpha 1-antichymotrypsin, alfa 1-kyselý glykoprotein, haptoglobin, ceruloplasmin, fibrinogen ad. Koagulační faktory 7 Elektroforéza plazmatických bílkovin Albumin 60% a1 4% a2 8% b 12% g 16% Acetylcelulosa (pH 8,6) Pouze frakce albuminu je tvořena jedinou bílkovinou globuliny g b2b1 a2 a1 albumin 8 Příklady zastoupení bílkovin v elektroforetických frakcích Frakce Bílkoviny albumin Prealbumin (transthyretin), albumin a1-globuliny a1-kys.glykoprotein, a1-antitrypsin, HDL, a1-fetoprotein, a1-mikroglobulin a2-globuliny Ceruloplasmin, haptoglobin, ferritin, a2-makroglobulin b-globuliny Hemopexin, transferin, fibrinogen, LDL, složky C3 a C4 komplementu, C-reaktivní protein g-globuliny IgM, IgA, IgE, IgD, IgG 9 Typ akutního zánětu Celková bílkovina je normální, lehké snížení albuminu. Nejvýraznější je vzestup α1 α2 globulinů, často i b2-globulinů. Typ chronickéhé zánětu Vzestup α1 α2 globulinové frakce (méně výrazný než u akutního zánětu) Široký pruh g-globulinové frakce (polyklonální hyperimunoglobulinemie) Nález je provázen poklesem koncentrace albuminu. Monoklonální hyperimunoglobulinemie. Úzký proužek monoklonálního imunoglobulinu kdekoli od α1 po g frakci. Bývá nižší koncentrace albuminu. U těžších stavů vymizí frakce g-globulinů. Příklady typických elektroforeogramů Modře je vyznačen standardní elektroforeogram 10 Albumin •syntéza: játra 10-12g/den •hlavní protein plazmy 35-53 g /l (sérum) •mol.hmotnost ≈ 69 000 585 AK •degradace patrně nejvíce v endotelu kapilár, kostní dřeni a ´hepatocytech •biologický poločas 20 dní • 11 Význam albuminu •Transportní funkce: •Mastné kyseliny •Ca2+ •Cu2+ •Steroidní hormony •Bilirubin •T4, T3 •Léky (salicyláty, sulfonamidy, penicilin, barbituráty ……) •Udržování onkotického tlaku •Pufrační schopnost 12 Hypoalbuminemie •příčiny: –poruchy jater –malnutrice –ztráty ledvinami, popáleniny, chronické záněty tr.traktu –hyperhydratace •důsledek: ascites a edémy 13 Prealbumin (transthyretin, thyroxin vázající prealbumin) •Syntéza v játrech •Koncentrace v séru: 0,1-0,4 g/l •Biologický poločas 2 dny •Váže v plazmě thyroxin, vytváří komplex s bílkovinou transportující vitamin A •Snížená hodnota může být markerem malnutrice • 14 Haptoglobin •Syntéza v játrech •Koncetrace v séru: 1-3 g /l (a2-globulin) •Biologický poločas: 5 dní •Polymorfní formy Hp1-1, Hp 2-1, Hp 2-2 •Mol. hmotnost (Hp 1-1) ≈ 90 000 •Funkce: vychytávání plazmatického Hb, komplex Hb-Hp je vychytáván RES (poločas 90 min) •Význam: zabraňuje průniku volného Hb ledvinami •Snížené hladiny při hemolytických anemiích 15 Hemopexin •b1-glykoprotein •Syntéza v játrech •Mol. hmotnost ≈ 70 000 •Význam: váže volný hem a prostřednictvím receptorově zprostředkované endocytosy je vychytáván játry, recykluje zpět do krve 16 Proteiny transportující kovové ionty v plazmě •Transferin •Ferritin •Hemosiderin Transport a ukládání železa Transport a ukládání mědi Ceruloplasmin Albumin 17 Transferin •syntéza: játra •koncentrace: 2-3,6 g/l (sérum) •↑ u sideropenické anemie, ↓chronické anemie jiného typu •b1- glykoprotein •Význam: transport Fe3+ do tkání 2Fe3+/ Tf •Normálně ≈ 1/9 Tf je saturována, 4/9 má obsazeno 1 vazebné místo, 4/9 jsou volné (1/3 celkového transferinu je nasycena) U alkoholiků – bezsacharidový transferin (carbohydrate-deficient transferin CDT) 18 Ferritin •syntéza: játra, slezina, kostní dřeň …. •apoferritin mol.hmotnost ≈ 81 000 (24 podjednotek) •Až 20 typů isoferritinů •vazebná kapacita – 4500 Fe3+/apofe •Význam: hlavní forma ukládání železa v buňkách (játra, slezina,střevo, k.dřeň….) •Do krve se uvolňuje jen malé množství, koncentrace v séru obráží zásobu Fe • • 19 Ceruloplasmin •Syntéza : játra •a2-globulin •Mol.hmotnost ≈ 160 000, váže 6 Cu2+ •Koncentrace v séru ≈ 0,3-0,6 g /l (modré zbarvení) •Transportuje 95% Cu2+ přítomné v krvi, zbylých 5% je transportováno albuminem. •Poněvadž vazba Cu k albuminu je slabší, zdá se, že za transport Cu2+ do tkání zodpovídá především albumin •Ceruloplasmin patří k reaktantům akutní fáze 20 •Je nezbytný pro oxidaci Fe2+ na Fe3+ v krvi (v plazmě rozpustná ferooxidáza) – je potřebný pro redistribuci Fe mezi játry a dalšími orgány •Ceruloplazminový analog hepestin působí obdobně v enterocytech, oxiduje Fe2+ na Fe3+ •Nízká hladina při Wilsonově chorobě • Enzymy vyžadující Cu2+: cytochrom C oxidasa, superoxid dismutasa, lysyl oxidasa, tyrosinasa, oxidasa kys. askorbové, dopamine beta hydroxylasa • Význam ceruloplasminu 21 Metabolismus Cu • V potravě cca 4-6 mg Cu denně, cca 40% je resorbováno a přibližně stejné množství se vrací žlučí zpět do střeva • Cu2+ je rychle resorbováno v žaludku a tenkém střevě a dostává se do portální žíly, vazba na albumin •Vychytání játry (mechanismus neznámý) • Játra jsou centrálním orgánem homeostázy Cu: Cu se zde ukládá, dostává se do krve ve formě ceruloplasminu a je vylučována do žluče •Wilsonova choroba – nefunkční P-ATPasa, která transportuje Cu do žluči Þ akumulace Cu v játrech a dalších tkáních (poškození jater), neurologické symptomy (akumulace Cu v bazálních gangliích) • důsledkem je nízká hladina ceruloplasminu v plazmě (Cu se neváže do apoceruloplasminu), concentrace Cu2+ v séru a moči je zvýšená •Menkesova choroba – nefunkční Cu- P-ATPasa v v enterocytech a dalších buňkách ( ne v játrech) Þporušená resorbce Cu ze střeva, deficit Cu v séru, akumulace v buňkách 22 a1- antiproteinasa (a1-proteinasový inhibitor API, a1-antitrypsin AT ) •syntéza: játra, makrofágy •koncentrace: 1,3-3,7 g/l (serum) •mol.hmotnost ≈ 52 000, a1- glykoprotein •Význam:inhibuje trypsin, elastasu a další proteasy vylučované polymorfonukleárními leukocyty (PMN), tvoří s nimi komplexy •Vyskytuje se v polymorfních formách •Zvýšená koncentrace při zánětech • • 23 α2-makroglobulin • syntéza: hepatocyty, monocyty, astrocyty ad. •koncentrace: g/l (serum) 8-10% proteinů plazmy •mol.hmotnost ≈ 820 000, a2- frakce •Význam:váže trypsin, elastasu a další proteasy •Transportuje Zn (10% celkového Zn) Komplex proteinasa- α2 makroglobulin je vychytáván receptory na mnoha buňkách a internalizován •Váže rovněž cytokiny a přenáší je pomocí receptorové endocytosy do buněk • v plazmě se zvyšuje při nefrotickém syndromu 24 Proteiny akutní fáze •Hladina některých proteinů v plasmě vzrůstá během zánětu (nebo u některých tumorů). Je indukována cytokiny (interleukiny, THF…), které vstupují do krevného oběhu z makrofágů, epitelových buněk, fibrocytů • •„Proteiny akutní fáze“ (produkovány játry): • C-reaktivní protein, a1- antiproteinasa, haptoglobin, a1- kyselý glykoprotein, fibrinogen, ferritin, ceruloplasmin, C3 a C4 komponenty…….ad. • •Koncentrace se může zvýšit až 1000x, (typický vzhled elektroforeogramu) 25 C-reaktivní protein Syntéza v játrech je stimulována cytokiny Část molekuly je homologní s konstantní částí těžkého řetězce Ig Koncentrace u zdravého člověka nízká, stoupá 6-9 hod po začátku zánětu, vrchol po1-3 dnech Nárůst nastává zejména při bakteriální infekci, u virových je nárůst malý Marker bakteriální infekce •mol.hmotnost ≈ 100-115 000, β-frakce 26 Biologické poločasy plazmatických proteinů dny Albumin 17 – 19 – 23 Immunoglobulin G 15 – 18 – 26 Transferrin 7 – 8.5 – 10 Immunoglobulin A 5.5 Kyselý a1-glykoprotein 5.2 Fibrinogen 4 – 4.5 – 5.5 Haptoglobin 4 Immunoglobulin M 4 Transthyretin (prealbumin) 2 Negativní reaktanty akutní fáze Jejich syntéza je snížena v katabolickém stavu: Transthyretin (prealbumin) Transferrin Albumin Doba odezvy < 24 h 24 – 48 h > 48 h 27 Bílkoviny komplementu •Komplex proteinů (cca 20) obsažených v neaktivní formě v plazmě, b-frakce •Faktory nespecifické humorální imunity •Aktivace několika cestami ( např. komplexem antigen-protilátka, reakce polysacharidů bakteriální stěny s C3b) •Aktivované složky komplementu mají cytolytickou aktivitu, opsonizační schopnost, chemotaktické účinky ad. •Nejčastěji se stanovují složky C3 a C4 (vzestup při akutní zátěži organismu) 28 28 Imunoglobuliny IgG IgM IgD IgA IgE 12 g/l 1,2 g/l 0,1 g/l 3g/l <0,001g/l Frakce gama-globulinů Produkován plazmocyty V plazmě hlavní IgG