Post on 05-Jan-2020
transcript
Proteiny krevní plazmy
Tereza Popelková, Bruno Sopko
Proteiny krevní plazmy
• Úvod
•Obecné funkce plazmatických proteinů
•Elfo pohyblivost plazmatických proteinů
•Jednotlivé plazmatické proteiny z bližšího
pohledu
•Zánětlivá reakce – reaktanty akutní fáze
•Trocha patobiochemie
Úvod
• Krevní plazma: voda, elektrolyty, živiny, metabolity,
hormony a proteiny (6-8 %)
Proteiny krevní plazmy
• Více než 100 strukturně známých proteinů
• Makromolekulární látky – 100 a více AA
• Koncentrace celkové bílkoviny – 65-85 g/l
albumin – 35-53 g/l
sérové globuliny – 20-32 g/l
• Denní obrat okolo 25 g
• Místo syntézy a odbourávání – játra, plasmatické buňky, periferní tkáně, endoteliální buňky
• Glykoproteiny – O- a N-glykosylace
• Polymorfizmus (Ig, transferin, ceruloplazmin, 1-antitrypsin, haptoglobin)
• Různý biologický poločas
Proteiny krevní plazmy - funkce
• KOLOIDNĚ-OSMOTICKÝ (ONKOTICKÝ) TLAK
albumin, udržuje tekutiny v krevním řečišti a
zabraňuje vzniku otoků (koncentrace albuminu
pod 20 g/l)
• PUFRAČNÍ KAPACITA
celkově 7 % pufrační kapacity krve, plazmatické
proteiny mají amfoterní charakter
• ANTIOXIDAČNÍ OCHRANA
ceruloplazmin, haptoglobin, hemopexin, transferin
ochrana před vznikajícími volnými radikály
Proteiny krevní plazmy - funkce
• TRANSPORT MOLEKUL
Albumin - bilirubin, mastné kyseliny s dlouhým řetězcem, farmaka, steroidní hormony, vitamíny, ionty
Ceruloplazmin – měď
Transferin – železo ve formě Fe3+
Lipoproteiny – lipidy
Haptoglobin – volný hemoglobin
Transkortin – kortizol
Globulin vázající thyroxin – thyroxin
Protein vázající retinol – retinol
Hemopexin – volný hem
Proteiny krevní plazmy - funkce
• OBRANA PROTI INFEKCI
Specifická imunita – protilátková
(imunoglobuliny)
Nespecifická imunita – komplement
Reakce akutní fáze
Proteiny krevní plazmy - funkce• HEMOKOAGULACE A FIBRINOLÝZA
koagulační faktory (IX, VIII, trombin, fibrinogen)
faktory rozpouštějící trombus (plazmin)
• ENZYMOVÁ AKTIVITA A INHIBITORY
inhibitory proteáz – likvidují proteolytické enzymy (trypsin, chymotrypsin, pankreatické enzymy)
enzymy uvolněné rozpadem buněk –dg.význam (LDH, CK, ALP, AST, ALT, GGT)
Metabolismus proteinů krevní plazmy
SYNTÉZA
• Regulována hormonálně nebo produkcí cytokinů
• Dostupnost esenciálních aminokyselin v potravě
• Játra, plazmatické buňky, endoteliální buňky
DEGRADACE ZESTÁRLÝCH PLAZM.PROTEINŮ
• Hepatocyty, mononukleární fagocytární systém
• Produkt – aminokyseliny (opětovné využití neboúplná degradace na močovinu)
• Vyloučení nezměněných proteinů močí – 150 mg/den
Proteiny krevní plazmy – Mr a rozměryměřítko
69 000 64 500
90 000 156 000
200 000
340 000
1300 000
Elektroforéza proteinů krevní plazmy
albumin
orozomukoid
1-antitrypsin
1-antichymotrypsin
albumin
ceruloplazmin
2-makroglobulin
haptoglobin
transferin
hemopexin
plazminogen
fibronektin
C3 komplement, CRP
b-lipoprotein
g-globulinyG – M – D – E
• Diagnostický význam
• Pouze frakce albuminu
obsahuje 1 protein
• Agarózový nebo
acetátcelulózový gel
• pH 8,6
• 5-6 frakcí (, b, g globuliny)
Elfo frakce plazmatických proteinůFrakce Zastoupení
(%)
c
(g/l)
Albuminy: albumin
prealbumin (transthyretin) 55,8 – 66,1 35 – 53
1-globuliny: globulin vázající thyroxin, transkortin,
1-kyselý glykoprotein, 1-antitrypsin, 1-
lipoprotein (HDL), 1-fetoprotein2,9 – 4,9 0,5 – 2
2-globuliny: haptoglobin, makroglobulin,
ceruloplazmin7,1 – 11,8 0,2 – 3
b-globuliny: transferin, hemopexin, lipoprotein
LDL, fibrinogen, C-reaktivní protein, C3 a C4
složka komplementu7,9 – 13,7 0,5 – 4,5
g-globuliny: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE 11,1 – 18,8 0,6 – 18
Albumin
• Koncentrace 35-53 g/l
• Protein s nejvyšším zastoupením – 55-66 %
• Biologický poločas 20 dní
• Syntéza závisí na příjmu AA
• Syntetizován jako preproalbumin
• Není glykosylován
• Má záporný náboj při fyziologickém pH
Albumin - funkce
• Proteinová rezerva organizmu + zdroj AA pro tkáně
• Udržování koloidně-osmotického tlaku
• Transportní protein: ionty (Ca2+, Mg2+, Cu2+, Zn2+) hormony
bilirubin
volné FA
léky-aspirin, sulfonamidy
• Antioxidační aktivita
• hypoproteinemie – způsobuje hromadění tekutin v extravaskulárním tkáňovém prostoru → edém; malnutrice, chronické onem. jater
• hyperproteinemie - dehydratace
α1 - antitrypsin
• Koncentrace 0,9-2 g/l
• Inhibitor serinových proteáz (kolagenáza,
elastáza,...)
• Brání odbourání pojivové tkáně
• Deficience 1-antitrypsinu vede k emfyzému plic
α2 - makroglobulin
• Koncentrace 1,3-3 g/l
• Tetramer: 4 polypeptidové řetězce
• Inhibitor endoproteáz (plazmin)
• Transport peptidů (cytokiny, růstové faktory)
a kationtů (10 % plazmatického Zn2+)
• Modulátor zánětlivé reakce (vazbou cytokinů)
• Neprochází glomerulem – Mr 720 kDa
• Estrogeny zvyšují syntézu 2-makroglobulinu
Haptoglobin
• Koncentrace 0,4-1,8 g/l
• Existují 3 typy α řetězců – 3 polymorfní formy
• Komplex Haptoglobin-Hemoglobin je vychytáván
RES nedochází ke ztrátám Hb (Fe) močí
• Váže volný hemoglobin vzniklý při intravazální
hemolýze – zabraňuje vzniku ROS
• Inhibuje Fentonovu reakci:
H2O2 + Fe2+ → OH- + ˙OH + Fe3+
Ceruloplazmin
• Koncentrace 0,3 g/l
• 1 molekula váže 6-8 atomů mědi (90 %), ale
důležitějším transportním proteinem je albumin
• Albumin váže 10 % - snadněji uvolňuje měď
tkáním
• Ferroxidázová aktivita (oxiduje Fe2+ na Fe3+) -
umožňuje vazbu železa na transferin
• Inhibuje Fentonovu reakci
Transferin • Koncentrace 3 g/l
• 20 polymorfních forem
• Transport Fe3+ z míst resorpce (střevo) do krvetvorných
orgánů (kostní dřeň) a jiných tkání
• Degradace 1 mld RBC/den = 25 mg železa
• 2 vazebná místa pro Fe3+
• Fyziologicky je ale železem nasycen jen z 1/3, zbytek
představuje tzv. volnou vazebnou kapacitu
• Vazbou železa zabraňují vzniku volných radikálů (ROS)
Fentonova reakce
Transferin (Tf)• Receptory pro Tf na povrchu
buněk.
• Vazba Tf na receptor –
endocytóza, internalizace do
endozomu.
• Okyselení endozomu a uvolnění
Fe z Tf.
• Fe uvolněno do cytoplazmy a
dopraveno na místo potřeby v
buňce, popř. navázáno na feritin a
uskladněno.
• apotransferin (apoTf) je
recyklován – vrací se na
membránu, uvolňuje se z
receptoru a vstupuje do EC
prostoru, kde znova váže Fe.
cyklus- opakování 10-20 × denně
Imunoglobuliny
• Syntéza plazmatickými buňkami
• Rozpoznávají antigen a iniciují imunitní reakci
• 2 těžké (H) a 2 lehké (L) řetězce
• Konstantní (C) a variabilní (V) část
• Fab a Fc fragmenty – papain
• 5 tříd: Ig G, Ig A, Ig M, Ig E a Ig D
Akutní zánětlivá reakce
• Odpověď organismu na
poškození tkáně
• Účelem je zničení MO,
cizorodých částic
• Spouštěcí mechanizmy:
nadměrná fyzická aktivita
bakt. a virové infekce
trauma
tkáňový stres
tepelný stres
autoimunitní onem.
Akutní zánětlivá odpověď
Hypotalamus
Poškození tkáně Infekce
autoimunitní reakce
LOKÁLNÍ ZÁNĚTLIVÁ REAKCE
Aktivace monocytů (makrofágů), destiček
Uvolnění TNFα, IL-1, IL-6, IL-8, TGFβ, PLA2
SYSTÉMOVÁ REAKCE
Krev
Leukocytóza
Horečka
Nadledviny Játra Kostní dřeňImunitní systém
Kortizol
ACTH
Proteiny
akutní fáze
Kortizol
ACTH
Reaktanty akutní fáze (APRs)
Stimuly vedoucí ke
změně koncentrace APRs
• Infekce
• Traumatické poškození
tkáně
• Maligní nádory
• Chirurgické zákroky
Reakce vyvolané změnou
koncentrace APRs
• Neutralizace zánětlivých agens
• Aktivace buněk imunitního systému
• Eliminace poškozené tkáně
• Pomoc při reparaci a regeneraci tkáně
• produkce v játrech je stimulována cytokiny
• hladina se mění během akutního zánětu nebo v důsledku reakce
na tkáňové poškození
Aktivace reaktantů akutní fáze
IL-1
IL-6TNF
CRP SAA Hp Fibrinogen
Aktivovaný
makrofág
Hepatocyt
REAKCE AKUTNÍ FÁZE
Rozdělení reaktantů akutní fáze
POZITIVNÍ
• C-reaktivní protein
• 1-antitrypsin
• haptoglobin
• sérový amyloid A
• prokalcitonin
• fibrinogen
NEGATIVNÍ
• albumin
• prealbumin
• transferin
Reaktanty akutní fáze – rychlost změn
koncentrace• ČASNÉ PROTEINY AKUTNÍ FÁZE ( vzestup 2-6 hod. od
začátku onem., velmi krátký biologický poločas)
CRP, sérový amyloid A, prokalcitonin
• APRs SE STŘEDNÍ DOBOU ODPOVĚDI (vzestup 12-36 hod. od začátku onemocnění)
fibrinogen, haptoglobin, 1-kyselý glykoprotein, 1- antitrypsin
• POZDNÍ PROTEINY AKUTNÍ FÁZE (vzestup 48-72 hod. od začátku onemocnění)
C3, C4, ceruloplazmin
C – reaktivní protein (CRP)• Koncentrace 1,5-5 mg/l
• Název odvozen od proteinu, který je schopen
precipitovat C-polysacharid pneumokoků a jiných
bakterií, hub, prvoků
• za 4 hod. (max. do 24-48 hod.)
• Rozpoznává toxické látky uvolněné z poškozených
tkání
• Diferenciace bakteriální a virové infekce + monitoring
ATB léčby
• Aktivuje komplement vazbou na fosfocholin odumřelých
buněk (funkce opsoninu)
Prokalcitonin (PCT)
• Zvyšuje se při bakteriálních infekcích
(endotoxiny), sepsi, multiorgánovém selhání
• po 2 hodinách, po 6-8 hod.
• Tvořen C-buňkami štítné žlázy jako prekurzor
kalcitoninu
• Při infekcích je produkován v monocytech,
makrofázích
• Předpoklad: regulace zánětu, analgetické účinky
Sérový amyloid A
• Skupina proteinů navázaných na HDL (5 variant)
• Vychytává lipidové zbytky buněčných membrán –
akutní infekce
• Prekurzor amyloidu A (ukládá se v tkáních) –
chronický zánět
• Syntéza: hepatocyty, fibroblasty, makrofágy
• Stimulace prozánětlivými cytokiny TNFα, Il-1 a IL-6
• Zvýšen i u virových infekcí x CRP
• Marker rejekce transplantátů
Fibrinogen
• Koncentrace 1,5-4,5 g/l
• Vytváří peak mezi b a g
globuliny
• Symetrický dimer se 3
páry řetězců
• Koag.faktor I-prekurzor
fibrinu
• Vznik stabilního trombu
Denzitometrický záznam – fyziologický
nález
albumin
12 b1
b2 g
+ -
Krevní sérum Krevní plazma
Elektroforéza sérových proteinů –
fyziologický nález
TĚHOTENSTVÍ
• Nižší podíl albuminu
• Vyšší 1 (1-antitrypsin)
• 2 (ceruloplazmin)
• b1 (transferin)
KOJENCI, MALÉ DĚTI
• Hypogamaglobulinémie
• Vyšší podíl albuminu
• Vyšší 1
• 2 (2-makroglobulin)
Změny plazmatických proteinů během
těhotenství a užívání antikoncepce
Elektroforéza sérových proteinů -
patologie
• Zvýšená syntéza
reaktantů akutní fáze (1,
2)
• Snížená frakce albuminu
• Akutní infekční
onemocnění
AKUTNÍ ZÁNĚT
Elektroforéza sérových proteinů -
patologie
• Zvýšená syntéza
imunoglobulinů
• Snížená frakce albuminu
• Revmatoidní artritida
CHRONICKÝ AKTIVNÍ
ZÁNĚT
Elektroforéza sérových proteinů -
patologie
• Výrazný úzký peak M-
gradientu (paraprotein)
• Mnohočetný myelom
MONOKLONÁLNÍ
GAMAPATIE
Shrnutí
• Elektroforéza a její úloha v medicíně
• Proteiny krevní plazmy – rozdělení, funkce
• Reaktanty akutní fáze – rozdělení
• Krevní plazma x sérum
• Patologické nálezy
Komplementový systém
• Přirozený imunitní systém, rozeznává vlastní od cizího
• První reakce na setkání s mikrobem a jeho eliminace.
• Jedna z hlavních efektorových drah zánětu.
• Systém faktorů – enzymy, přítomné v krvi
• Kaskádová aktivace jednotlivých komponent
• Komponenty jsou syntetizovány v játrech (parenchym), makrofázích, monocytech, G.I. a močovém systému, neutrofilech (skladují velké množství některýchkomponent komplementu)
Dráhy aktivace komplementu
• Dráha klasická - fylogeneticky nejmladší, aktivace
komplexem antigen-protilátka.
• Dráha alternativní – fylogeneticky nejstarší, aktivace
povrchem patogenu
• Dráha lektinová (manose-binding lectin, MBL) – varianta
klasické dráhy
Dráhy se od sebe liší se způsobem aktivace
klíčové složky C3
DĚKUJI ZA
POZORNOST
+ DOTAZY ☺