Proteiny krevní plazmy. Tereza Popelková, Bruno Sopko

Transkript

1 Proteiny krevní plazmy Tereza Popelková, Bruno Sopko

2 Úvod Proteiny krevní plazmy Obecné funkce plazmatických proteinů Elfo pohyblivost plazmatických proteinů Jednotlivé plazmatické proteiny z bližšího pohledu Zánětlivá reakce reaktanty akutní fáze Trocha patobiochemie

3 Úvod Krevní plazma: voda, elektrolyty, živiny, metabolity, hormony a proteiny (6-8 %)

4 Proteiny krevní plazmy Více než 100 strukturně známých proteinů Makromolekulární látky 100 a více AA Koncentrace celkové bílkoviny g/l albumin g/l sérové globuliny 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

5 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

6 Proteiny krevní plazmy - funkce TRANSPORT MOLEKUL Albumin - bilirubin, mastné kyseliny s dlouhým řetězcem, farmaka, steroidní hormony, vitamíny, ionty Ceruloplazmin měď Transferin železo ve formě Fe 3+ Lipoproteiny lipidy Haptoglobin volný hemoglobin Transkortin kortizol Globulin vázající thyroxin thyroxin Protein vázající retinol retinol Hemopexin volný hem

7 Proteiny krevní plazmy - funkce OBRANA PROTI INFEKCI Specifická imunita protilátková (imunoglobuliny) Nespecifická imunita komplement Reakce akutní fáze

8 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)

9 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 nebo úplná degradace na močovinu) Vyloučení nezměněných proteinů močí 150 mg/den

10 Proteiny krevní plazmy M r a rozměry měřítko

11 Elektroforéza proteinů krevní plazmy Diagnostický význam Pouze frakce albuminu obsahuje 1 protein Agarózový nebo acetátcelulózový gel ph 8,6 5-6 frakcí (, b, g globuliny) albumin orozomukoid 1 -antitrypsin 1 -antichymotrypsin ceruloplazmin 2 -makroglobulin haptoglobin transferin hemopexin plazminogen fibronektin b-lipoprotein C3 komplement, CRP g-globuliny G M D E

12 Elfo frakce plazmatických proteinů Frakce Zastoupení (%) c (g/l) Albuminy: albumin prealbumin (transthyretin) 1 -globuliny: globulin vázající thyroxin, transkortin, 1 -kyselý glykoprotein, 1 -antitrypsin, 1 - lipoprotein (HDL), 1 -fetoprotein 2 -globuliny: haptoglobin, makroglobulin, ceruloplazmin b-globuliny: transferin, hemopexin, lipoprotein LDL, fibrinogen, C-reaktivní protein, C3 a C4 složka komplementu 55,8 66, ,9 4,9 0,5 2 7,1 11,8 0,2 3 7,9 13,7 0,5 4,5 g-globuliny: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE 11,1 18,8 0,6 18

13 Koncentrace g/l Albumin Protein s nejvyšším zastoupením % Biologický poločas 20 dní Syntéza závisí na příjmu AA Syntetizován jako preproalbumin Není glykosylován Má záporný náboj při fyziologickém ph

14 Albumin - funkce Proteinová rezerva organizmu + zdroj AA pro tkáně Udržování koloidně-osmotického tlaku Transportní protein: ionty (Ca 2+, Mg 2+, Cu 2+, Zn 2+ ) hormony bilirubin volné FA léky-aspirin, sulfonamidy Antioxidační aktivita hypoproteinemie způsobuje hromadění tekutin v extravaskulárním tkáňovém prostoru edém; malnutrice, chronické onem. jater hyperproteinemie - dehydratace

15 Koncentrace 0,9-2 g/l α 1 - antitrypsin Inhibitor serinových proteáz (kolagenáza, elastáza,...) Brání odbourání pojivové tkáně Deficience 1 -antitrypsinu vede k emfyzému plic

16 Koncentrace 1,3-3 g/l α 2 - makroglobulin Tetramer: 4 polypeptidové řetězce Inhibitor endoproteáz (plazmin) Transport peptidů (cytokiny, růstové faktory) a kationtů (10 % plazmatického Zn 2+ ) Modulátor zánětlivé reakce (vazbou cytokinů) Neprochází glomerulem M r 720 kda Estrogeny zvyšují syntézu 2 -makroglobulinu

17 Koncentrace 0,4-1,8 g/l Haptoglobin 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: H 2 O 2 + Fe 2+ OH - + OH + Fe 3+

18 Koncentrace 0,3 g/l Ceruloplazmin 1 molekula váže 6-8 atomů mědi (90 %), ale důležitějším transportním proteinem je albumin Albumin váže 10 % - snadněji uvolňuje měď tkáním Ferroxidázová aktivita (oxiduje Fe 2+ na Fe 3+ ) - umožňuje vazbu železa na transferin Inhibuje Fentonovu reakci

19 Transferin Koncentrace 3 g/l 20 polymorfních forem Transport Fe 3+ z míst resorpce (střevo) do krvetvorných orgánů (kostní dřeň) a jiných tkání Degradace 1 mld RBC/den = 25 mg železa 2 vazebná místa pro Fe 3+ Fyziologicky je ale železem nasycen jen z 1/3, zbytek představuje tzv. volnou vazebnou kapacitu Vazbou železa zabraňují vzniku volných radikálů (ROS) Fentonova reakce

20 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 denně

21 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

22 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.

23 Akutní zánětlivá odpověď Poškození tkáně autoimunitní reakce Infekce LOKÁLNÍ ZÁNĚTLIVÁ REAKCE Aktivace monocytů (makrofágů), destiček Uvolnění TNFα, IL-1, IL-6, IL-8, TGFβ, PLA 2 SYSTÉMOVÁ REAKCE Hypotalamus Nadledviny Játra Imunitní systém Kostní dřeň Horečka Kortizol ACTH Proteiny akutní fáze Kortizol ACTH Krev Leukocytóza

24 Reaktanty akutní fáze (APRs) hladina se mění během akutního zánětu nebo v důsledku reakce na tkáňové poškození Stimuly vedoucí ke změně koncentrace APRs Reakce vyvolané změnou koncentrace APRs Infekce Traumatické poškození tkáně Maligní nádory Chirurgické zákroky produkce v játrech je stimulována cytokiny Neutralizace zánětlivých agens Aktivace buněk imunitního systému Eliminace poškozené tkáně Pomoc při reparaci a regeneraci tkáně

25 Aktivace reaktantů akutní fáze Aktivovaný makrofág IL-1 Hepatocyt IL-6 TNF CRP SAA Hp Fibrinogen REAKCE AKUTNÍ FÁZE

26 Rozdělení reaktantů akutní fáze POZITIVNÍ C-reaktivní protein 1 -antitrypsin haptoglobin sérový amyloid A prokalcitonin fibrinogen NEGATIVNÍ albumin prealbumin transferin

27 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 hod. od začátku onemocnění) fibrinogen, haptoglobin, 1 -kyselý glykoprotein, 1 - antitrypsin POZDNÍ PROTEINY AKUTNÍ FÁZE (vzestup hod. od začátku onemocnění) C3, C4, ceruloplazmin

28 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 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)

29 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

30 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

31 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

32 Denzitometrický záznam fyziologický nález albumin 1 2 b1 b2 g + - Krevní sérum Krevní plazma

33 Elektroforéza sérových proteinů fyziologický nález TĚHOTENSTVÍ Nižší podíl albuminu Vyšší 1 ( 1 -antitrypsin) 2 (ceruloplazmin) b 1 (transferin) KOJENCI, MALÉ DĚTI Hypogamaglobulinémie Vyšší podíl albuminu Vyšší 1 2 ( 2 -makroglobulin)

34 Změny plazmatických proteinů během těhotenství a užívání antikoncepce

35 Elektroforéza sérových proteinů - Zvýšená syntéza reaktantů akutní fáze ( 1, 2 ) Snížená frakce albuminu patologie AKUTNÍ ZÁNĚT Akutní infekční onemocnění

36 Elektroforéza sérových proteinů - Zvýšená syntéza imunoglobulinů Snížená frakce albuminu patologie CHRONICKÝ AKTIVNÍ ZÁNĚT Revmatoidní artritida

37 Elektroforéza sérových proteinů - Výrazný úzký peak M- gradientu (paraprotein) patologie MONOKLONÁLNÍ GAMAPATIE Mnohočetný myelom

38 Shrnutí Elektroforéza a její úloha v medicíně Proteiny krevní plazmy rozdělení, funkce Reaktanty akutní fáze rozdělení Krevní plazma x sérum Patologické nálezy

39 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 některých komponent komplementu)

40

41

42

43 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

44 DĚKUJI ZA POZORNOST + DOTAZY