Белки плазмы крови: классификация, методы разделения. Диагностическое значение электрофореграмм. Диспротеинемии.

Кровь является разновидностью соединительной ткани и, как любая ткань, состоит из клеток и межклеточного вещества. Межклеточное вещество крови называется плазмой крови, она составляет 55% от общего объема 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 Ронк; 2) Участвуют в свертывании крови. 3) Образуют буферную систему (белковый буфер); 4)Участвуют в иммунных процессах; 5) влияют на гемодинамику; 6)Участвуют в реакциях воспаления.

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).

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, α1-глобулины, α2-глобулины, β-глобулины и γ-глобулины. 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.

Альбумины сыворотки крови: место биосинтеза, особенности состава, структуры, физико-химических свойств, функций. Ферменты плазмы крови:

Альбумины- простые низкомолекулярные гидрофильные белки. Альбумин. Простой белок из 585 АК, 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 (Cu2+, Ca2+, Zn2+), 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.

Ферменты плазмы крови. Все ферменты, содержащиеся в плазме крови, можно разделить на 3 группы:

1) секреторные ферменты - синтезируются в печени, выделяются в кровь, где выполняют свою функцию (факторы свёртывания крови);

2) экскреторные ферменты - синтезируются в печени, в норме выделяются с желчью (щелочная фосфатаза), их содержание и активность в плазме крови возрастает при нарушении оттока желчи;

3) индикаторные ферменты - синтезируются в различных тканях и попадают в кровь при разрушении клеток этих тканей. В разных клетках преобладают различные ферменты, поэтому при повреждении того или иного органа в крови появляются характерные для него ферменты. Это может быть использовано в диагностике заболеваний.

Глобулины: классификация, отдельные представители белков α- и β- фракций: место биосинтеза, особенности структур, физико-химических свойств, функций, диагностическое значение. Белки острой фазы воспаления

Классификация глобулярных белков основывается на скорости разделения их при электрофорезе в зависимости от молекулярной массы. Наиболее подвижны α₁- и α₂-глобулины; медленнее двигаются β₁- и β₂-глобулины и совсем медленно двигаются γ-глобулины, которые имеют достаточно высокую молекулярную массу. Содержание глобулярных белков в тканях организма составляет 90% общей суммы белковых веществ, а в жидкостях организма (плазме и сыворотки крови) приблизительно 50%. α- и β-глобулины синтезируются в печени.

α₁-глобулины – ингибиторы протеиназ, осуществляют транспорт стероидных гормонов (↑ ур. в крови при воспалении). α₂-глобулины транспортируют Cu, Zn, ретинол, ингибируют протеиназы (↑ ур. в крови при воспалении). β-глобулины – осуществляют транспорт холестерола, Fe и активацию комплемента (↑ ур. в крови при гиперлипопротеинемии и воспалении).

Белки острой фазы воспаления - 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. С-реактивный белок связывает микроорганизмы, токсины, частицы поврежденных тканей. Кислый α1-гликопротеид транспортирует гормоны. α₁-антитрипсин – ингибитор протеаз. Фибриноген – свертывание крови, гаптоглобин связывает гемоглобин, церулоплазмин предотвращает ПОЛ.

Эритроцит: особенности строения, функции. Особенности углеводного и энергетического обмена в эритроците. Обмен метгемоглобина, связь с гликолизом. Наследственные и приобретенные нарушения обмена в эритроцитах.

Эритроциты - это форменные элементы крови. Функции: регуляция в крови КОС, транспорт по организму О₂ и СО₂. Эритроциты на своей клеточной мембране адсорбируют и транспортируют аминокислоты, антитела, токсины и ряд лекарственных веществ.

Эритроциты в форме дисков. Такая форма эритроцитов создаёт наибольшую площадь поверхности по отношению к объёму, что обеспечивает максимальный газообмен, а также обеспечивает большую пластичность при прохождении эритроцитами мелких капилляров.

В зрелых эритроцитах углеводы не синтезируются. Катаболизм углеводов происходит на 90% в анаэробном гликолизе и на 10% в ПФШ, основной субстрат – глюкоза. Глюкоза поступает в эритроциты путём облегчённой диффузии с помощью ГЛЮТ-2. Образующаяся в анаэробном гликолизе АТФ используется для функционирования транспортных АТФаз, для работы цитоскелета и синтеза некоторых веществ. За 1 час все эритроциты крови потребляют 0,7г глюкозы.

В течение суток до 3% гемоглобина может спонтанно окисляться в метгемоглобин: Hb (Fe²⁺) ® Met Hb (Fe³⁺) +e^-

Восстановление метгемоглобина до гемоглобина осуществляет метгемоглобинредуктазная система. Она состоит из цитохрома b₅ и цитохром b5 редуктазы (флавопротеин), донором водорода служит НАДН₂, образующийся в гликолизе. Восстановление метгемоглобина может осуществляться также неферментативным путём, например, за счёт витамина В₁₂, аскорбиновой кислоты или глутатиона. У здорового человека концентрация метгемоглобина в крови не превышает 1%. Генетический дефект ферментов гликолиза и метгемоглобинредуктазной системы приводит к накоплению метгемоглобина и увеличению образования активных форм кислорода. Накопление метгемоглобина в крови из-за нарушения транспорта кислорода ведет к гипоксии.

Причины и механизмы снижения осмотической резистентности и старениея эритроцита. Механизмы свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты в эритроцитах. Роль глутатиона и пентозофосфатного пути. Недостаточность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы эритроцитов.

При старении в эритроцитах: 1)↓ся активность ферментов гликолиза и ПФЦ, нарушается процесс образования АТФ, НАДН₂, НАДФН₂. 2) ↑ие проницаемости мембраны сопровождается выходом ионов K в плазму и ↑ем в эритроцитах содержания Na. 3) ↑ чувствительность к Росм и механическим воздействиям. 4) ↓ие активности метгемоглобинредуктазной системы способствует накоплению в эритроцитах метгемоглобина и нарушению их газообменной функции.

В результате выпадения или нарушения одного из звеньев ферментативных реакций наступают необратимые изменения, которые приводят к разрушению эритроцитов.

Эритроциты циркулируют в крови около 120 дней и потом разрушаются макрофагами в печени, селезёнке и костном мозге.

Для сдерживания свободнорадикального окисления в эритроците функционирует ферментативная антиоксидантная система. Для ее работы необходим глутатион и НАДФН₂.

Супероксиддисмутаза (Cu₂⁺ и Zn₂⁺) превращает супероксидные анионы в перекись водорода: 2О₂ + 2H⁺ → H₂O₂+ O₂;Каталаза - геминовый фермент, разрушает перекись водорода до воды и кислорода: 2Н₂О₂ → H₂O+ O₂

Глутатионпероксидаза (селен) при окислении глутатиона разрушает перекись водорода и гидроперекиси липидов до воды: Н₂О₂ + 2GSH → 2Н₂О + G-S-S-G; Глутатионредуктаза восстанавливает окисленный глутатион с участием НАДФН₂; GS-SG + НАДФН₂ → 2GSH + НАДФ⁺.Недостаток глутатиона и НАДФН₂ в эритроцитах приводит к снижению АОА, активации ПОП и может стать причиной гемолитической анемии.

Дефицит НАДФН₂ возникает при наследственной недостаточности первого фермента ПФЦ глюкозо–6–фосфатдегидрогеназы.

Гемоглобин: строение, функции. Кривая насыщения гемоглобина кислородом. Механизмы оксигенации и деоксигенации гемоглобина, аллостерическая регуляция. Производные гемоглобина. Виды гемоглобинов. Талассемии.

Гемоглобин - тетрамерный хромопротеин, состоит из 4 гемов и 4 глобинов. Глобины представлены полипептидными цепями различных типов 2α, 2β. Функции:   Обеспечивают перенос О₂ от легких к тканям (ок 600 л/сут); участвует в переносе СО₂ от тканей к легким; регулирует КОС крови. Гемоглобин присоединяет О₂ последовательно, по одной молекуле на каждый гем. Кроме РО₂ на насыщение гемоглобина кислородом влияют и другие факторы, например, рН, температура, давление, концентрация 2,3-ДФГ, РСО₂.

Увеличение температуры, присоединение к гемоглобину Н⁺, 2,3-ДФГ, СО₂ уменьшает сродство гемоглобина к О₂, при этом кривая диссоциации оксигемоглобина сдвигается вправо и гемоглобин легче отдает кислород тканям.

Производные гемоглобина: 1) оксигемоглобин HbО₂; 2) карбоксигемоглобин HbСО (Fe²⁺); 3) метгемоглобин HbОН (Fe³⁺); 4) цианметгемоглобин HbСN (Fe³⁺). Виды гемоглобина: эмбрионы содержат примитивный гемоглобин (НbР)., на смену ему приходит фетальный гемоглобин (НbF). Гемоглобин взрослого организма НвА₁ (98-100%) и НbА₂ (до 2%), а также разновидность Нb - мышечный миоглобин.

Талассемия – генетическое заболевание, обусловленное отсутствием или снижением синтеза одной из цепей гемоглобина. При данном заболевании отсутствуют дефекты в структурных генах, кодирующих α-, β-цепи.