•1 •Nejvýznamnější proteiny krevní plazmy. •Ó Biochemický ústav LF MU 2018 (MK, ET) •2 Plazma a krevní elementy • • • • • • • • • •krev •nesrážlivá krev po zcentrifugování • • •plazma •Krevní elementy •a •b • •hematokrit •0,40 - 0,46 •objem •3 •Plazma x Sérum •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 K+) •4 •Proteiny krevní plazmy •Koncentrace proteinů v plazmě: 65 - 85 g /l •Funkce proteinů v plazmě • Enzymy • Enzymové inhibitory • Transportní proteiny • Obranné proteiny • 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, RBP (retinol binding protein), TBG (thyroid binding globulin), transkortin, SHBG (sex hormone binding globulin), •transkobalamin •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 10-12 g/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 19 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 (RBP) •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 anémiích •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 anémie, ↓ u chronické anémie jiného typu •b1- glykoprotein •Význam: transport Fe3+ do tkání 2 Fe3+/ 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 – zvýšený bezsacharidový transferin (carbohydrate-deficient transferrin 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 odráží 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 hefestin 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, dopamin 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 • 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 ATPasa, která zabudovává Cu do ceruloplazminu a 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), koncentrace Cu2+ v séru a moči je zvýšená •Menkesova choroba – nefunkční Cu-ATPasa v enterocytech a dalších buňkách (ne v játrech) Þ porušená 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 (sérum) •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. •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). Tento vzestup je indukován cytokiny (interleukiny, TNF…), 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 složky komplementu…….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 monomer pentamer monomer dimer monomer •Frakce gama-globulinů •Produkovány plazmocyty •V plazmě hlavní IgG