Виды белков в крови: их нормы и причины повышенных и пониженных значений

альбумин

Термин «протеин» [protos (греч.) — первый] впервые применен Мульдером в 1838 г. по предложению Берцелиуса. Это наименование было присвоено сложным азотсодержащим органическим веществам, обнаруженным в клетках животных и растений. Белки занимают центральное место в структуре живой материи и играют первостепенную роль в ее функционировании. В количественном отношении белки представляют собой основной материал тканей животных; они могут составлять до % сухой массы клетки.
Молекулы белков — сложные структуры, в основе которых лежит одна или несколько аминокислотных последовательностей (полипептидных цепей). Простые белки, или протеины, состоят только из аминокислот. Сложные белки, или протеиды, содержат также компоненты другой химической природы.
В крови циркулирует большое количество разных белков. В настоящее время удается идентифицировать более 100 из них. Подавляющее большинство белков плазмы содержит углеводную часть и вследствие этого относится к гликопротеидам. Углевод белков плазмы крови — «паспорт», «виза», которую получает образующаяся полииептидная цепь, подготовляемая клеткой для секреции во внеклеточные пространства. Углеводная часть белка участвует и в таких важных процессах, как специфическое взаимодействие между белком и клеткой или между клетками. Наиболее важное место в этой функции отводится N-ацетилнейраминовой кислоте. Так, отделение ее приводит к более быстрому удалению белка из циркуляторного русла, что имеет большое значение в управлении временем биологического полураспада, которым характеризуется каждый белок плазмы крови. Некоторые белки плазмы крови содержат липидный компонент и относятся к группе липопротеидов.
Синтез белков плазмы крови осуществляется преимущественно в печени и системе фагоцитирующих мононуклеаров (ретикулоэвдотелиальная система).
Молекулярная масса белков менее 5000 Да. В каждой полимерной белковой молекуле в качестве строительных блоков выступают α-аминокислоты. Описано около 200 различных природных аминокислот, из них 20 обнаружено в белках — это протеиногенные аминокислоты.
Физиологическая роль белков плазмы крови многогранна:

    Функции белков плазмы крови:
  • поддержание онкотического давления и, тем самым, постоянного объема крови
  • активное участие в свертывании крови
  • обусловливание вязкости крови, что имеет большое значение в поддержании гемодинамических отношений в кровеносной системе
  • поддержание постоянного pH крови, так как белки составляют одну из важнейших буферных систем
  • транспортная функция
  • важная роль в процессах иммунитета (особенно это касается иммуноглобулинов)
  • поддержание уровня катионов. Например, 40-50% кальция сыворотки связано с белком, значительная часть железа, магния, меди и других элементов также связано с белками сыворотки; наконец, белки плазмы крови
  • являются резервом аминокислот
  • сохранение объема крови
  • поддержание неизменным уровня pH крови
  • доставка в ткани органов билирубина, холестерина, веществ лекарственных препаратов

Также белки используются организмом в иммунных процессах и процессе свертывания крови.

Строение белков

    Существует четыре уровня структурной организации белковой молекулы:
  • первичная структура
  • вторичная структура
  • третичная структура
  • четвертичная структура

Первичная структура — понятие, обозначающее последовательность аминокислотных остатков в белке. Пептидная связь — основной вид связи, определяющий первичную структуру. Возможно присутствие дисульфидных связей между двумя остатками цистеина в одной полипептидной цепи с образованием цистина или разными полипептидными цепями в белковой молекуле;
Вторичная структура характеризует форму белковой цепи в пространстве. Эта форма изменяется в зависимости от набора аминокислот и их последовательности в полипептидной цепи. Различают 2 основных варианта вторичной структуры: α-спираль и Р-конфигурацию.
Форму α-спирали имеют многие белки. Это правильная спираль вокруг воображаемого цилиндра. Устойчивость спиралевидной конфигурации определяется многочисленными водородными связями между СО- и NH-группами пептидных цепей.
β-конфигурация свойственна небольшому числу белков, в молекуле которых есть более одной полипептидной цепи. По форме эту структуру можно сравнить с мехами гармошки (складчатая структура).
Наряду с водородными обе формы вторичной структуры обладают и другими связями.

    Связи вторичной структуры белковой молекулы
  • водородные
  • электростатические, которые возникают между двумя противоположно заряженными полярными группами. Эти связи прочнее водородных;
  • гидрофобные, которые возникают между неполярными нерастворимыми в воде группами. Эти радикалы сближаются в связи с их выталкиванием из воды

Третичная структура представляет собой высокий порядок организации белковой молекулы в пространстве. Возникает благодаря изгибам полипептидной цепи. Представить эту конфигурацию можно как спираль, образованную на цилиндре, ось которого периодически меняет направление, что приводит к образованию клубка. В этой структуре гидрофильные группы располагаются на поверхности молекул, а гидрофобные сближены между собой в ее внутренних областях. Они выполняют важную роль в поддержании третичной структуры. Наряду с гидрофобными в сохранении третичной структуры участвуют водородные и электростатические взаимодействия;
Четвертичная структура образуется в результате соединения субъединиц в сложное образование. Субъединицы соединяются слабыми связями, которые легко диссоциируют. Классический пример молекулы с четвертичной структурой — фермент лактатдегидрогеназа, фосфорилаза А, гемоглобин, белок оболочки вируса табачной мозаики.

Белок в лабораторных исследованиях

В клинико-диагностических лабораториях производят определение суммарного количества белка, белковых фракций и индивидуальных белков.
Определение суммарного количества белков (общего белка) менее информативно, чем индивидуальных белков, но оказывается наиболее ценным в тех случаях, когда в норме в биологической жидкости белок не выявляется и обнаружение его сразу же позволяет заподозрить заболевание.

Например, наличие белка в моче часто свидетельствует о заболевании почек.

Определение белковых фракций позволяет лишь в самой общей форме судить о характерном для какого-либо заболевания избытке или недостатке белков. Это происходит потому, что обычно белки объединяют в те или иные группы (фракции), исходя не из физиологических, а из физико-химических свойств, поэтому в одну фракцию зачастую попадают биологически разнородные вещества. Определение белковых фракций очень распространено, так как более информативно и диагностически значимо, чем исследование общего белка, и вместе с тем значительно проще, чем определение индивидуальных белков.
Наиболее точную информацию можно получить при определении содержания индивидуальных белков, что позволяет выявить нарушения функционального и наследственного характера. Сложности исследования индивидуальных белков связаны в основном с методическими трудностями.
Существует большое число методов разделения белков плазмы крови. Наиболее часто используют электрофорез на различного рода носителях (бумаге, пленках ацетата целлюлозы, агаре и агарозе, полиакриламидном геле), хроматографические методы разделения (гель-фильтрация, ионообменная, аффинная, гидрофобная хроматография и др.), высаливание и другие.
Концентрация белка в плазме крови определяется тремя факторами:

    Концентрация белка в крови определяется:
  • количеством синтезируемого за единицу времени и поступающего в кровь протеина
  • скоростью удаления белка из организма
  • объемом плазмы крови

Общий белок

Данное значение показывает количественное содержание белка в плазме крови. Особенностью этого показателя является его зависимость от условий взятия крови для анализа. Например, при резком изменении положения тела с горизонтального на вертикальное (из лежачего в стоячее) или другой активной физической работе общий белок в крови может увеличиваться на 10%.
Белки, находящиеся в крови человека, представляют собой сложные соединения, состоящие из множества аминокислот. Тем не менее, в медицине белки разделяют по строению на простые, которые состоят только из аминокислот и сложные, состоящие помимо аминокислот из липидов, гема, витаминов и даже углеводов. Производством белков для крови занимаются клетки печени и тканевых макрофагов органов тела.
Значение показателя общего белка в крови имеет большую диагностическую ценность, так как при различных заболеваниях количественный и качественный состав белков крови может меняться.

Норма общего белка в сыворотке крови:
Возраст грамм на литр
новорождённые 48—73
до года 47—72
от 1 до 4 лет 61—75
от 5 до 7 лет 52—78
от 8 до 15 лет 58—76
взрослые 65—85
    Белки в крови повышены выше нормы (гиперпротеинемия):
  • снижение количества внутрисосудистой жидкости при ожогах большого процента кожных покровов и тяжелых травмах
  • повышенный синтезом иммуноглобулина в связи с наличием инфекций в организме
  • болезнь Вальденстрема и миеломная болезнь
  • острые и хронические инфекции
  • аутоиммунные заболевания
  • парапротеинемические гемобластозы
  • лимфогранулематоз
  • саркоидоз
  • при дегидратации (относительная гиперпротеинемия)

Белки в крови понижены ниже нормы (гипопротеинемия) обычно при патологиях почек, сахарном диабете, гепатитах и циррозах, энтерите панкреатите). Также гипопротеинемия фиксируется при недостатке белка в пище (голодания, безбелковой диеты).
Существуют 4 групп причин пониженного общего белка в крови:
1. Снижение синтеза белка:
— плохое питание;
— нарушение всасывания (целиакия, экссудативная энтеропатия, энтериты, муковисцидоз, панкреатиты);
— болезни печени;
— длительное лечение глюкокортикоидами.
2. Повышенные потери белка организмом:
— нефротический синдром;
— асцит, экссудаты, транссудаты;
— ожога;
— кровотечения.
3. Повышенный распад белка в организме:
— тиреотоксикоз;
— лихорадка;
— травмы;
— опухоли.
4. Гипергидратации (относительная гипопротеинемия).
Как видно, гипо- и гиперпротеинемии мало специфичны и имеют значение не столько для дифференциальной диагностики, сколько для оценки тяжести состояния больного.

Альбумин в сыворотке крови

Около половины общего белка в крови приходится на альбумины. Сывороточные альбумины человека производятся в печени и используются организмом для переноса с кровью полезных веществ, таких как холестерин, уробилин, билирубин, соли желчных кислот, жирные кислоты, а также лекарственных средств, например пенициллин, варфарин, хлофибрит, сульфамид, липидные гормоны.

Норма альбумина в крови равна 35 – 50 г/л.

альбумин
Альбумин
    Альбумины в норме в крови:
  • у новорожденных — 23 — 46 г/л
  • в 1 месяц — 21 — 39 г/л
  • в 1 год — 29 — 51 г/л
  • старше 1 года — 37 — 52 г/л
  • у взрослых — 35 — 55 г/л (55 — 65% от общего белка)

В ряде случаев при электрофорезе удается обнаружить преальбумин — белок с наибольшей подвижностью (в норме его количество 0,1 — 0,4 г/л). Преальбумины выполняют главным образом транспортную функцию, перенося тироксин, ретинол. Увеличение преальбуминов характерно для миеломной болезни, нефротического синдрома, бронхопневмоний и некоторых других заболеваний.

Основной причиной повышение содержания альбумина служит дегидратация.

Значительно чаще встречается гипоальбуминемия, причинами которой могут быть все перечисленные факторы при общей гипопротеинемии.
Альбумины в крови понижены (гипоальбуминемия) обычно при наличии таких состояний, как болезни печени (гепатит, цирроз), энтерит, голодания, раковые опухоли, перитонит, нефротический синдром (поражение почек).
Повышенные альбумины в крови (гиперальбуминемия) является следствием обезвоживания (дегидратации) организма, а также тяжелых травм и ожогов.

Белковые фракции

Под действием электрического поля (электрофорез) белки в крови способны распределяться на белковые фракции.
Для фракционирования белков часто используют электрофорез на ацетате целлюлозы, где молекулы белка перемещаются пропорционально удельной величине заряда. Таким образом удается выделить 5 фракций белка: альбумины, α1-глобулины, α2-глобулины, β-глобулины, γ-глобулины. При перечислении белки обычно ставят в том же порядке, в каком они движутся на бумаге при электрофорезе.

Норма белковых фракций крови:
Фракции Содержание, %
Альбумины 52−65
α 1-глобулины 2,5−5
α 2-глобулины 7−13
года 47
β-глобулины 8−14
γ-глобулины 12−22
Причины повышения белковых фракций в сыворотке крови
Фракции Причины
Альбумины обезвоживание, голодание, недостаток белка пище
α 1-глобулины патологии печени, опухоли, ожоги, травмы, воспалительные процессы
α 2-глобулины (макроглобулин, гиптоглобин) гепатит, цирроз печени, нефротический синдром, хронический воспалительный процесс, пневмония, некроз тканей, опухоли
β-глобулины железодефицитная анемия, механическая желтуха
γ-глобулины гепатит, цирроз печени, инфекции, паразиты, миелома, системная красная волчанка, болезнь Вальденстрема
Причины понижения белковых фракций в сыворотке крови
Фракции Причины
Альбумины голодание, недостаток белка в пище, патологии почек и печени, ожоги, кровотечения
α 1-глобулины дефицит а1-антитрипсина
α 2-глобулины (макроглобулин, гиптоглобин) панкреатиты, тяжелые травмы, ожоги, сахарный диабет
β-глобулины дефицит иммуноглобулина
γ-глобулины плазмаферез, иммунодефицитное состояние

Стоит отметить, что при беременности в зависимости от триместра наблюдаются отклонения данных показателей, как в сторону повышения, так и в сторону понижения.

Альфа-1-глобулины

α1-глобулины составляют 2 — 5% от общего белка.
Это белки острой фазы воспаления. Они богаты углеводами, поэтому их относят к сывороточным мукопротеидам или серомукоидам.

    Причины увеличения фракции α1-глобулинов:1
  • острые воспалительные процессы в организме
  • обострения хронических заболеваний
  • аллергические заболевания
  • ожоги
  • травмы
  • аутоиммунные заболевания
  • злокачественные новообразования

К α1-глобулинам относят следующие индивидуальные белки:
1. α1-фетопротеин (норма менее 0,01 мг/л). Обнаруживается у беременных, у больных с гепатоцеллюлярным раком (в 100%), с раком яичек (в 50%), может быть увеличение при раковых заболеваниях поджелудочной железы, желудка,
толстой кишки, легкого. В 5-10% случаях выявляется у больных с циррозом печени, при алкогольном поражении печени, эмбриональной карциноме;
2. α1-антитрипсин (норма 0,8 — 2,0 г/л). Является ингибитором не только трипсина, но и эластазы, химотрипсина, плазмина, протромбина. Концентрация аг антитрипсина снижается при циррозе печени. Наследственное снижение глобулина приводит к развитию легочной эмфиземы, бронхоэктатической болезни, хронического бронхита. Повышение уровня глобулина отмечается при воспалительных заболеваниях, беременности, нефритах, опухолях, вирусном гепатите, инфарктах миокарда;
3. Протромбин (норма 0,05 — 0,1 г/л);
4. Транскортин (норма 30 — 70 мг/л). Специфический переносчик глюкокортикоидов. Уровень белка увеличивается при беременности, при введении эстрогенов;
5. Тироксинсвязывающий глобулин (норма 10 — 20 мг/л). Главная функция — транспорт тироксина. Сродство к трийодтиронину менее выражено;
6. Ретинолсвязывающий глобулин (норма 30 — 60 мг/л). Транспортирует витамин А. Уровень белка снижается при гиповитаминозе А, заболеваниях печени, гипертиреозе;
7. Транскобаламин (норма 0,5 -1,5 мкг/л). Транспортирует витамин В12. Клетки печени захватывают комплекс белка с витамином. Комплекс транскобаламин- витамин В12 стимулирует созревание гемопоэтических клеток. Введение витамина В12 снижает уровень белка. При врожденной недостаточности белка наблюдаются тяжелые повреждения кишечника и мегалобластные анемии. Повышение белка наблюдается при множественной миеломе, воспалениях, вирусном гепатите, миелолейкозе, аутоиммунных заболеваниях, токсическом повреждении печени.

Альфа-2-глобулины

Это также белки острой фазы воспаления (7 — 13% от общего белка).
К α2-глобулинам относятся следующие индивидуальные белки:
1. Церулоплазмин (норма 0,1 — 0,5 г/л). Белок синтезируется в печени и связывает 90-95% всей меди плазмы. Ему приписывают ведущую роль в транспорте меди к тканям. Кроме того, церулоплазмин участвует в окислении Fe2 в Fe3+, что обеспечивает транспорт его трансферрином. Содержание его повышается при остром воспалении, хронических болезнях печени, инфаркте миокарда, беременности, меланоме, шизофрении. Снижение концентрации отмечается при циррозах печени, нефрозах, гипопротеинемиях. Среди врожденных заболеваний, при которых снижается уровень церулоплазмина, наиболее широко изучена болезнь Коновалова-Вильсона (гепатолентикулярная дегенерация);
2. Гаптоглобин (норма 0,4 — 2,4 г/л). Белок синтезируется в печени, связывает и транспортирует свободный гемоглобин в клетки ретикулоэндотелиальной системы. Миоглобин и отдельные цепи гемоглобина с гаптоглобином не связываются. Повышение его уровня в крови наблюдается при острых процессах воспаления, гемолитических анемиях. При массивном гемолизе, например при переливании несовместимой крови, его уровень значительно падает;
3. Антитромбин III (норма 0,22 — 0,39 г/л). Обладает антикоагуляционной активностью. Способен тормозить II, X, XI факторы свертывания. В присутствии гепарина ингибирующая активность повышается почти в 100 раз. Снижение АТ- 111 наблюдается при тяжелых болезнях печени, ДВС синдроме, опухолях, врожденной недостаточности;
4. α2-макроглобулии или антитромбин IV (1 — 3 г/л). Цинксодержащий гликопротеид с большой молекулярной массой. Ингибирует протеолитические ферменты (трипсин, химотрипсин), тромбин, плазмин и калликреин. В отличие от многих белков плазмы крови не синтезируется в печени. Его содержание увеличивается при циррозе печени, нефротическом синдроме, микседеме и сахарном диабете;
5. C1 и С9-компоненты комплемента;
6. α2-глобулин, связывающий мочевую кислоту (более 0,5 мг/л);
7. Плазминоген (60 — 250 мг/л);
8. Эритропоэтин (более 0,5 мг/л).

β-глобулины

Это самая богатая липидами группа белков (8-15% от общего белка), в ней содержится около 75% всех липидов плазмы крови.

    Причины увеличения β-глобулинов:
  • хроническое воспаление
  • холестаз
  • гиперлипопротеидемии
  • нефротический синдром
  • сахарный диабет
  • гипотиреоз

К β-глобулинам относят следующие индивидуальные белки:
1. β-липопротеиды;
2. Трансферрин (норма 2,2 — 4,0 г/л). Синтезируется белок в печени и участвует в транспорте железа. В нормальных условиях железом насыщена треть трансферрина. Снижение концентрации наблюдается при остром воспалении, гепатитах, нефротическом синдроме, тяжелых опухолевых процессах. Повышение отмечается при усиленном гемолизе эритроцитов.
Выделяют 4 типа нарушений содержания трансферрина в сочетании с изменениями концентрации железа и общей железосвязывающей способности сыворотки (ОЖСС):
— повышение трансферрина и понижение сывороточного железа: железодефицитная анемия, беременность.
— повышение трансферрина и повышение сывороточного железа: использование пероральных контрацептивов, что связано с действием эстрогенов на насыщаемость трансферрина железом.
— понижение трансферрина и понижение сывороточного железа: белковое голодание, острые и хронические инфекции, цирроз печени, опухоли, хирургические вмешательства.
— понижение трансферрина и повышение сывороточного железа: идеопатический гемохроматоз, гипопластические, гемолитические и мегалобластические анемии (угнетение синтеза белка под влиянием высоких цифр железа);
3. Гемопексин (норма 0,5 — 1,2 мг/л). Синтезируется в печени, связывает гем гемоглобина, миоглобина, цитохромов, каталазы и доставляет его в клетки ретикулоэндотелиальной системы печени, чем снижает потери железа. Содержание его уменьшается при гемолизе, заболеваниях печени и почек, увеличивается при воспалениях;
4. С2 — С8 компоненты комплемента;
5. Фибриноген (норма 2-4 г/л);
6. С-реактивный белок (СРБ) — до 10 мг/л. Белок острой фазы воспаления, уровень которого существенно увеличивается в первые часы и дни воспалительной реакции. Синтезируется СРБ в печени, лимфоцитах, моноцитах. Выводится из организма через почки. Синтез СРБ индуцируется интерлейкином-6. Имеются сведения об участии в запуске его синтеза вегетативной нервной системой и самим СРБ. Синтез и секреция СРБ могут также регулироваться продуктами протеолиза СРБ.

    Функции С-реактивного белка:
  • усиление хемотаксиса нейтрофилов и макрофагов и продукции ими супероксидного аниона и ИЛ-1, что приводит к повышению бактерицидности крови. Не исключено, однако, что нейтрофилы могут выделять как провоспали- тельные, так и противовоспалительные пептиды и за счет изменения характера протеолиза СРБ оказывать определенное влияние на остроту воспалительного процесса и смену его этапов
  • активация комплемента и опсонизации бактерий
  • нейтрализация бактериальных экзотоксинов
  • усиление туморицидности макрофагов
  • блокада аутоиммунных реакций в организме за счет, во-первых, опсонизации и разрушении внеклеточной ДНК и клеточного детрита, которые могут привести к аутоиммунной атаке, во-вторых, экранирования аутоантигенных детерминант, связанных с рыхлой волокнистой соединительной тканью

γ-глобулины

В норме 12-22% от общего белка.
Это иммуноглобулины, которым свойственна функция антител. Разные типы этих белков сходны по структуре: их молекула состоит из легкой и тяжелой цепей, соединенных дисульфидными мостиками. Различают 5 классов иммуноглобулинов: A, D, Е, М, G.
возникает при:

    Причины гипериммуноглобулинемии:
  • хронических воспалительных процессах в организме
  • аллергических заболеваниях
  • аутоиммунных заболеваниях
  • паразитарных заболеваниях
  • парапротеинемических гемобластозах

Снижение иммуноглобулинов наблюдается при первичных и вторичных иммунодефицитных состояниях.

Кислый α1-гликопротеин и α1-антитрипсин в сыворотке крови

антитрипсин
Антитрипсин

В норме концентрация кислого α1-гликопротеин в крови, также называемого орозомукоидом, равна 0,5 – 1,3 г/л.
В норме значение концентрации α1-антитрипсина равна 0,8 – 2 г/л.

    Причины изменения концентрации
  • Повышенное содержание орозомукоида и α1-антитрипсина свидетельствует на наличии воспалительного процесса.
  • Пониженное содержание может говорить о патологиях печени и почек, нефротическом синдроме (а также прием лекарственных средств и гормонов, например экстроген)

Гаптоглобин

Гаптоглобин (Hp) это белок сыворотки крови, который эффективно связывает гемоглобин, освобождающийся из эритроцитов, подавляя его окислительную активность. Соединение гаптоглобина с гемоглобином выводится макрофагами.

В норме количество гаптоглобина в крови у взрослых равно 150–2000 мг/л, у детей 250-1400 мг/л.

Видео по теме


Adblock detector