Složky krevní plazmy a jejich
funkce
Josef Fontana
Obsah přednášky
• 1) Definice základních pojmů
• 2) Osmolarita plazmy
• 3) Nízkomolekulární složky plazmy
– ionty: sodík, draslík, vápník, chloridy
– energetické substráty a metabolity
• 4) Vysokomolekulární složky plazmy
– lipoproteiny
– bílkoviny krevní plazmy
• 5) Enzymy v plazmě
Tělesné tekutiny
• Celková tělesná voda (CTV):
– tvoří 55-60% hmotnosti lidského těla
– ženy méně než muži (mají více tuku)
– malé děti a těhotné mají zvýšený
podíl CTV
– ve stáří se podíl vody snižuje
Tělesné tekutiny
• Intracelulární tekutina (ICT)
– tvoří 2/3 CTV
• Extracelulární tekutina (ECT)
– tvoří 1/3 CTV
– ¼ ECT v cévách - intravazální tekutina =
plazma + lymfa
– ¾ ECT v intersticiální tekutině (tkáňový
mok)
Plazma x sérum
• Plazma = tekutina po oddělení
krvinek
• Sérum = tekutina vzniklá nad
sraženinou
• Co se podle Vás odebírá častěji na
biochemická vyšetření?
Plazma x sérum
• Sérum
– vhodné pro většinu vyšetření
– chybí koagulační faktory
• Plazma
– nutný odběr nesrážlivé krve
– urgentní medicína
– testy na krevní srážlivost
• „-emie“ = koncentrace v plazmě
Plazma
• Voda
• Nízkomolekulární složky:
– ionty (minerály)
– energetické substráty
– metabolity
• Vysokomolekulární složky:
– bílkoviny
– lipoproteiny
Osmolarita plazmy
• Počet částic na litr [mosm/l] = [mmol/l]
• 280 - 295 mmol/l
• Ovlivňují ji hlavně nízkomolekulární látky
= ionty + živiny + metabolity
• Vypočtená osmolarita = 2Na+ + urea +
glukóza
• Regulace osmolarity: antidiuretický
hormon
Schéma tří prostorů tělesných tekutin a pohybu
komponent, které určují osmolaritu plazmy
Klinický význam osmolarity plazmy
• Respektovat tonicitu podaných roztoků
– hypotonické → hemolýza
– hypertonické dráždí stěnu cév
• Izotonické roztoky:
– Fyziologický r.: 0,9% NaCl (154mM Na+ + Cl-)
– 5% glukóza: zmetabolizování Glc → de facto
dáváme volnou vodu → hypotonický r.
– Ringerův, Hartmanův r.: iontové složení
podobné plazmě
Tonicita roztoků vzhledem k plazmě
Klinický význam osmolarity plazmy
• Změna osmolarity ohrožuje
zejména mozek
– pokles osmolarity ECT → edém
– rychlý vzestup osmolarity ECT →
pontinní demyelinizace
Nízkomolekulární složky krevní
plazmy
• Kationty: Na+, K+, Ca2+
• Anionty: Cl-, HCO3-, HPO4
2-, HSO4-
• Metabolity: urea, kreatinin, kyselina
močová, bilirubin
• Živiny: glukóza, MK, ketolátky
• Ostatní
Ionty v krevní plazmě
• Zákon
elektroneutrality:
anionty = kationty
• Anion gap = (Na+ +
K+) - (Cl- + HCO3-)
Na +
• Hlavní kationt ECT: 135-145 mM
• Spolu s Cl- zodpovídá za 80%
osmolarity plazmy → váže vodu →
určuje objem plazmy
• Regulace obsahu Na+: aldosteron a atriální natriuretický polypeptid
(ANP)
Cl-
• Hlavní aniont ECT: 97-108 mM
• Provází sodík → osmolarita plazmy
• Význam pro udržení ABR
• Cl- spoluvytváří žaludeční šťávu
• Neutrofilní granulocyty vytvářejí
z Cl- a peroxidu vodíku kyselinu
chlornou
K+
• 98% v ICT (~ 155 mM), jen 2%
v ECT (3,8 - 5,2 mM)
• Spolu s hořčíkem patří mezi hlavní
IC kationty
Význam K+ v ECT
• Gradient mezi ICT a ECT ovlivňuje
membránový potenciál
• Fyziologické rozložení kationtů (Na+
převážně EC a K+ v ICT) je
nezbytné pro zachování správné
funkce buněk (nervosvalová
dráždivost, ...)
• Správné rozložení udržuje
Na+/K+ATPáza
Ca2+
• Hodnota v ECT je o 4 řády vyšší
než v ICT
• 2,25 - 2,75 mM
• Volná a vázaná frakce v plazmě
• Regulace Ca2+: parathormon,
kalcitriol a kalcitonin
Volná a vázaná frakce Ca2+
• 1) ~ 46% Ca2+: vazba na bílkoviny
plazmy (albumin)
• 2) ~ 6% Ca2+: v komplexech s
malými anionty (HCO3-, citrát, laktát)
• 3) ~ 48% Ca2+: ionizovaný
• Pouze ionizovaný Ca2+ je
fyziologicky aktivní
Volná a vázaná frakce Ca2+
• Poměr frakcí (při stálé kalcémii)
ovlivňuje:
• 1) pH: vzestup pH → pokles
ionizovaného Ca2+ (Ca2+ soutěží
s H+ o vazebné místo na albuminu)
• 2) proteinémie: ztráta bílkovin →
pokles vázané frakce
Význam Ca2+
• Stabilita membrán vzrušivých tkání:
hypokalcémie = křeče
• Svalová kontrakce
• Hemokoagulace: aktivuje koagulační
faktory, jejichž tvorba je závislá na
vitaminu K (f. II, VII, IX, X, protein C a S)
• Součást anorganické kostní matrix
• Laktace
Energetické substráty
• Glukóza (3,3 - 5,6 mM): striktní
regulace
• Mastné kyseliny (0,6 - 1,7 mM):
vazba na albumin
• Ketolátky: 3-HB nalačno: < 0,5 mM,
ketoacidóza: > 3 mM
• Aminokyseliny (2,3 - 4,0 mM): Gln ~
0,6 mM, Ala ~ 0,3 mM
Dusíkaté katabolity
• Amoniak (12 - 50 μM): transportován
jako glutamin a alanin
• Urea (2,5 - 8,3 mM)
• Kreatinin (50 - 120 μM): výpočet
glomerulární filtrace
• Kyselina močová (150 - 360 μM): při
nadbytku vzniká dna
• Bilirubin (do 17 μM): ikterus (> 40 μM)
Vysokomolekulární složky
krevní plazmy
• Lipoproteiny
• Bílkoviny
Plazmatické proteiny
• 60 - 80 g/l
• Klasifikace dle funkce:
– udržování onkotického tlaku (25 mmHg = 2,2 kPa)
– koagulace a fibrinolýza
– imunita: protilátky, komplement a RAF
– transport látek
– pufry
– žádná funkce, ale dg. význam: enzymy, markery
• Klasifikace dle ELFO: prealbumin, albumin, α-, β-,
γ-globuliny
Albumin
• 35 - 53 g/l, Mr = 68 000 (tj. malá)
• Funkce:
• 1) 75 % onkotického tlaku plazmy→
hypoalbuminémie vede k edémům
• 2) „zásobní“ protein - poločas: 21 dní
• 3) pufr
• 4) transport látek (nekonjugovaný bilirubin,
MK, hormony štítné žlázy, Ca, Mg, Zn, důležité
léky (penicilin, digoxin, salicyláty))
α-1 a α-2 globuliny
• Alfa 1:
• 1) α1-antitrypsin: inhibitor proteáz, RAF
• 2) α1-fetoprotein: prenatální diagnostika,
nádorový marker (hepatom)
• Alfa 2:
• 1) haptoglobin: váže volný Hb, RAF
• 2) ceruloplazmin: transport Cu, Fe2+ → Fe3+
• 3) α2-makroglobulin: inhibitor proteáz
Beta globuliny
• Transferin: přenáší Fe
• CRP = C-reaktivní protein (< 10 mg/l)
– RAF – rychlý nárůst během akutního
bakteriálního zánětu
– váže substanci C streptococcus pneumoniae
• Fibrinogen (1,5 - 4,5 g/l): koagulační
faktor I, RAF
• Hemopexin: váže hem
Gamaglobuliny - protilátky
• Produkovány plazmatickými buňkami
• Jediné proteiny plazmy, které nejsou
syntetizovány v játrech
• Dva páry těžkých a dva páry lehkých
řetězců (vzájemně spojeny S-S můstky)
• Podle těžkých řetězců rozlišujeme pět
tříd gamaglobulinů: IgG, IgA, IgM, IgD a
IgE
Hlavní proteiny jednotlivých frakcí
α1-antitrypsin
α2-makroglobulin
haptoglobin
transferrin
fibrinogen, C3-komp.
Albumin
imunoglobuliny:
IgG, IgA, IgM
Reaktanty akutní fáze - RAF
• Reakce akutní fáze – nespecifická
ochranná reakce organismu na
působení stresoru
• Prozánětlivé cytokiny (IL-1, IL-6 a
TNF-α) stimulují játra ke tvorbě RAF
• CRP, α1-antitrypsin, haptoglobin,
koagulační faktory, komplement
(C3, C4)
Obrázek byl převzat z: Devlin, T. M.
(editor): Textbook of Biochemistry with
Clinical Correlations, 4th ed.
Wiley-Liss, Inc., New York, 1997.
ISBN 0-471-15451-2
Obrázek byl převzat z: Devlin, T. M.
(editor): Textbook of Biochemistry with
Clinical Correlations, 4th ed.
Wiley-Liss, Inc., New York, 1997.
ISBN 0-471-15451-2
• A) Normální vzor
• B) Reakce akutní
fáze
• C) Paraproteinemie
• D) Normální plazma
s fibrinogenovým
proužkem (pokud k
analýze použijeme
plazmu namísto
séra)
Elektroforéra sérových proteinů na
agarózovém gelu – 5 pruhů
Enzymy v plazmě
• Poškození buněk → uvolnění IC enzymů
do ECT
• Zanedbatelné koncentrace v plazmě →
stanovujeme aktivitu [μkat/l]
• Aktivita je mírou poškození dané tkáně
• Problémem je specifita
– tentýž enzym se uvolňuje z více tkání
– někdy ale v různých tkáních rozdílné
izoenzymy
Enzymy v plazmě
• Jaterní testy:
– ALT: cytosol, AST: mitochondrie
– žlučový pól: GMT a ALP
• Myokard:
– CK, izoenzym CK-MB
– AST, LDH – pouze historický význam
• Pankreas: pankreatická amyláza a lipáza
• Svaly: CK
Základní sada
• Stanovena u většiny hospitalizovaných
pacientů
• Dá lékaři přehled o stavu pacientova
metabolismu a funkcích orgánů
• Zahrnuje:
– Na, K, Cl, glykemii
– jaterní testy: ALT, AST, bilirubin, ALP, GMT
– funkce ledvin: urea, kreatinin
– krevní obraz a sedimentaci (FW)
– moč chemicky + sediment