Кубанский государственный медицинский университет «Введение в клиническую биохимию, изучение белкового обмена» Клиническая биохимия - это клинико-диагностическая наука, в задачи которой входят разработка и использование стандартных методов диагностики и контроля за течением заболевания с позиции фундаментальной биохимии. Основные причины заболеваний Применение биохимических исследований в клинике: установление причины определение мониторинг рационального развития и лечения течения заболевания оценка эффективности лечения, прогноза заболевания заболевания разработка скрининг-тестов для ранней диагностики Место клинико- биохимических исследований в диагностическом процессе Порядок проведения биохимических исследований Способы выражения биохимических результатов Результаты тестов выражаются в молярных единицах. Моль любого вещества содержит 6 • 1023 молекул. Молярное выражение концентрации характеризует, сколько молекул анализируемого вещества находится в образце. Молярные единицы могут быть переведены в массовые единицы: один моль — это молекулярная масса вещества в граммах. Результаты биохимических исследований обычно представляются как концентрации веществ — число молей в одном литре (моль/л) Другие параметры выражения биохимических показателей Результаты энзиматических исследований обычно выражаются не в молях, а в единицах ферментативной активности. Большие молекулы (белки) измеряются в граммах или миллиграммах. Газы крови выражаются в килопаскалях (кПа). Способы выражения биохимических результатов (молярные единицы) Понятие о нормальных значениях и гауссовском распределении в клинической биохимии Референтные уровни — это пределы значений биохимических показателей, определенные на большой популяции здоровых людей. Исследуемые показатели у 95% населения находятся в пределах М±2сигма (М — среднее значение, сигма — среднеквадратичное отклонение), и только у 5% здорового населения значение показателей может выходить за эти референтные пределы. Перекрытие результатов биохимических определений у здоровых и больных Пациенты с ненормальными результатами, не обнаруживающие признаков заболевания, считаются ложнопозитивными. Больные, у которых определяются «нормальные» значения показателей — ложнонегативными. Белки Обмен белков ОСНОВНАЯ И НЕОБХОДИМАЯ СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ ВСЕХ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ 44% МАССЫ ТЕЛА НЕ ДЕПОНИРУЮТСЯ В ОРГАНИЗМЕ БЕЛКИ ПРИ ДЕФИЦИТЕ ПОСТУПЛЕНИЯ С ПИЩЕЙ МЕТАБОЛИЗИРУЮТСЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ БЕЛКИ ЕЖЕДНЕВНОЕ РЕКОМЕНДУЕМОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ БЕЛКА — 1-1,5 Г/КГ По образному выражению одного из основоположников молекулярной биологии Ф. Крика, белки важны прежде всего потому, что они могут выполнять самые разнообразные функции, причем с необыкновенной легкостью и изяществом. Подсчитано, что в природе встречается примерно 1010–1012 различных белков, обеспечивающих существование около 106 видов живых организмов различной сложности организации начиная от вирусов и кончая человеком. Из этого огромного количества природных белков известны точное строение и структура ничтожно малой части. Каждый организм характеризуется белковым полиморфизмом - уникальным набором белков. В клетке Е.coli содержится около 3000 различных белков, а в организме человека насчитывается более 100000 разнообразных белков. Поступление белков в организм Белки делятся на полноценные и неполноценные . ■ Белковая ценность продуктов зависит от количества и качества Б. - Аминокислоты большинства животных Б – почти полностью высвобождаются в процессе пищеварения (кроме белков опорных тканей). - При растительной диете – всасывание аминокислот ограничено за счет содержания в растительной пище: волокон и ингибиторов пищеварительных ферментов (разрушаются при tº обработке). - По содержанию незаменимых аминокислот наиболее ценные продукты : Б цельных яиц и Б грудного молока. МЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ (переваривание) В пищевых продуктах свободных аминокислот очень мало. Аминокислоты поступают в организм в составе белков и становятся доступными всасыванию только после переваривания белков. Судьбы пищевых белков в организме: Этапы переваривания пищевого белка Ферменты гидролизующие белки называются протеиназы. Переваривание белков начинается в желудке под действием соляной кислоты и пепсина. Продолжается в начальном отделе тонкой кишки в щелочной среде под действием ферментов поджелудочной железы (трипсина, химотрипсина, карбоксипептидаз и др.). Протеиназы или пептидазы делятся на экзо- и эндопептидазы. Протеиназы ЖКТ Эндопептидазы Пепсин; Реннин; Гастриксин; Трипсин; Химотрипсин; Эластаза. Экзопептидазы Карбоксипептидазы А и В; Аминопептидазы; Дипептидазы; Трипептидазы. Пищеварение в желудке Главные клетки слизистой желудка секретируют •пепсиноген (предшеств. протеолитического фермента пепсина). Пепсиноген (под воздействием кислой среды)→ превр. в пепсин. •Пепсин гидролизует в нативных или денатурированных Б внутренние пептидные связи. Из-за непродолжительного пребывания пищи в желудке Б гидролизуются пепсином до смеси полипептидов. (При низкой кислотности переваривание Б может быть очень незначительным). Оптимум рН для пепсина ≈ 1.0-1,5 2-й протеолитический фермент желуд. сока – •гастриксин (близок к пепсину по структуре и функции). Секреция соляной кислоты в желудке Активация пепсиногена Компоненты желудочного сока в норме и при патологии Переваривание Б в кишечнике Пищеварение Б продолжается в тонком кишечнике. В кишечник поступает панкреатический сок (со слабощелочной реакцией). В нем находятся неактивные предщественники протеаз: •трипсиноген, •химотрипсиноген, •прокарбоксипептидазы А и Б, •проэластаза. Ферменты кишечника В слизистой кишечника вырабатывется •энтеропептидаза. Далее: трипсиноген +энтеропептидаза→ в •трипсин. Трипсин →быстро активирует остальные неактивные предшественники протеаз и гидролизует пептидные связи. Энтеропептидаза также является предшественником •киназогена. Ферменты, гидролизующие пептиды, имеются также и в слизистой кишечника ( могут секретироваться в просвет, но функционируют преимущественно внутриклеточно). Гидролиз небольших пептидов происходит после их поступления в клетки (ферменты лейцинаминопептидаза, дипептидаза). В результате действия ферментов поджелудочной железы и тонкого кишечника происходит расщепление Б до аминокислот Схема действия эндопептидаз Схема действия экзопептидаз Судьба белков в организме 80-90% белков всасывается в тонком кишечнике; 10% достигает толстого кишечника и расщепляется под действием бактерий; небольшое количество белка выделяется с калом. Всасывание свободных аминокислот из кишечника происходит достаточно быстро (максим. содержание их в крови наблюдается ч/з 30-50мин). Всасывание происходит главным образом в тонком кишечнике. Этот процесс сопровождается потреблением энергии. ■ Основной механизм транспорта аминокислот – γ-глутамильный цикл ( в нем участвует 6 ферментов и трипептид глутатион. Ключевой фермент процесса – γглутамилтрансфераза). Механизм всасывания аминокислот в кишечнике ОСОБЕННОСТИ ВСАСЫВАНИЯ БЕЛКОВ У НОВОРОЖДЕННЫХ •Высокая проницаемость слизистой кишечника и •низкая концентрация протеолитических ферментов →позволяет всасываться некоторому кол-ву нативных Б, что обуславливает сенсибилизацию организма (кроме того в молозиве содержится ингибитор трипсина). Всасываемые аминокислоты попадают в печень ч/з портальный кровоток → затем в общий кровоток и уже ч/з 5мин до 85-100% аминокислот оказываются в тканях. Наиболее интенсивно аминокислоты поглощаются печенью и почками. Ткань мозга – поглощает избирательно: быстро – метионин, гистидин, глицин, аргинин, глуталин, тирозин; более медленно – лейцин, лизин, пролин. Источник белка для человека это пищевые продукты : Количество белка в некоторых пищевых продуктах Потребность в белках,жирах и углеводах Белки- протеины высокомолекулярные органические азотсодержащие соединения обладающие : строго упорядоченной конфигурацией общими физико-химическими свойствами наделенные в живых организмах специфической биологической ролью Структура белков Структурная единица-аминокислота (всего в составе белков 20 незаменимых и заменимых аминокислот) ■ Последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи – первичная структура. ■ Расположение полипептидной цепи в пространстве – вторичная структура. Меняется в зависимости от набора аминокислот и их последовательности в цепи. Различают 2 основных варианта вторичной структуры: α-спирали и βконфигурацию. Третичная структура – более высокий порядок организации молекулы белка в пространстве, 2 группы белков, различающихся по форме: глобулярные и фибриллярные. Определяет биологические свойства белков пространственное строение, что называют нативной конформацией. Четвертичная структура –характерна для белков из 2-х и более полипептидных цепей образуются путем объединения одинаковых или неодинаковых молекул (субъединиц),для таких белков-нативная конформация. Классифицируют белки по химическому составу (2 основные группы) Сложные(протеиды) Простые (протеины) -состоят только из аминокислот: -Альбумины -глобулины, -фибриноген -колаген -креатин и др -содержат белковую часть и небелковые компанеты (простетические группы ) в качестве которых могут присутствовать: -органические и неорганические вещества: -Нуклеотиды -Липиды -Углеводы -Металлы -Витамины Протеиды соответственно называются: нуклеопротеиды, липопротеиды,гликопротеиды, металлопретеиды и.т.д Физико-химические свойства белков значительная молекулярная масса – от 5 до 1000кДа и >. высокая вязкость, способность набухания в растворах, неспособность дифундировать через полупроницаемые мембраны оптическая и электрофоретическая активность способность создавать высокое онкотическое давление, не влияя на осмотическое давление для белков характерна амфотерность – зависит от наличия кислых и основных групп в боковых цепях и от их распределения. заряд белковой молекулы(+) или (-) зависит от преобладания кислых либо основных аминокислот в его составе и от рН среды. Значение рН при котором (+) и (-) заряды уравновешиваются – называют изоэлектрической точкой. На этой особенности белков основывается их буферное свойство Растворимость белков Растворимость – зависит от: - рН раствора, природы растворителя, концентрации электролита, структуры и формы данного белка. Хорошо растворимы глобулярные белки, значительно хуже – фибриллярные На свойства белков и их функции влияют внешние условия и прежде всего tº. При t50-60º- большинство белков подвергаются денатурации и изменяют свои физикохимические свойства и/или теряют свои функции. БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ БЕЛКОВ Биологические функции белков и их роль в процессах жизнедеятельности связано, прежде всего, с их способностью к специфическим взаимодействиям Функции: 1.Каталитическая или ферментативная (химические превращения в организме протекают при участии катализаторов или ферментов (по природе белки); 2.Транспортная-характерна для белков крови и состоит в переносе отдельных веществ или группировок в организме а) пассивный перенос :альбумин переносит: билирубин, некоторые гормоны, витамины, лекарственные соединения б) перенос сочетается с депонированием некоторых соединений: трансферрин плазмы крови переносит Fe и запасает его при избытке; в) активный транспорт - мембранные белки переносят соединения из зон с низкой концентрацией в зону с высокой с потреблением энергии БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ БЕЛКОВ 3. Структурная - прежде всего фибриллярными Б →входят в состав соединительных тканей и обеспечивают их прочность и эластичность (это кератин шерсти, волос, коллагены сухожилий, кожи, хрящей, стенок сосудов и т.д.) 4. Гормональная (регуляторная) – Через гормоны пептидной или белковой природы (они влияют на продукцию и активность белков ферментов, тем самым влияют на обмен) 5. Защитная – осуществляется антителами, интерферонами и фибриногеном и.т.д. 6. Энергетическая функция – обеспечивается за счет части аминокислот высвобождающихся при расщеплении белка в тканях. В процессе окислительно-восстановительного распада аминокислоты: высвобождается энергия и синтезируется энергоноситель (АТФ). 7. Рецепторная БЕЛКИ ПЛАЗМЫ КРОВИ >200 видов белков, составляют 7% объема плазмы синтезируются в основном в печени и макрофагах, в эндотелии сосудов, в стенке кишечника, лимфоцитах, почках, эндокринных железах. Разрушаются в печени, почках, мышцах и др. органах в процессе ферментативного и неферментативного распада или катаболизма. Что понимают под «белками плазмы»? Содержатся в плазме. синтезируются в печени или РЭС, выполняют основные функции в пределах сосудистой системы в N в кровь секретируются, а не попадают при повреждении тканей находятся в плазме в большей концентрации, чем в других биологических жидкостях. Строение и состав белков плазмы крови белки плазмы крови – по составу - простые (альбумины) и сложные (глобулины); по форме глобулярные и фибриллярные (фибриноген). Среди сложных, можно выделить: липопротеины (ЛПОНП, ЛППП, ЛПНП, ЛПВП, ХМ); гликопротеины (почти все белки плазмы), металлопротеины (трансферин, церрулоплазмин, лактоферин, ферретин), фосфопротеины (некоторые ферменты, растворимые рецепторы); Роль в диагностике Клинико-биохимический анализ обычно начинается с определения содержания общего белка в плазме (сыворотке) крови. Это обусловлено важной физиологической ролью, которую играют белки плазмы в организме. В плазме крови белки выполняют следующие функции 1. 2. 3. 4. Создают онкотическое давление. Оно необходимо для удержания воды в кровяном русле. Участвуют в свертывании крови. Образуют буферную систему (белковый буфер). Транспортируют в крови гидрофобные вещества (липиды, металлы 2 и более валентности). В плазме крови белки выполняют следующие функции 5. Участвуют в иммунных процессах. 6. Образуют резерв аминокислот, который используется, например, при белковом голодании. 7. Катализируют химические реакции (белки-ферменты). 8. Определяют вязкость крови, влияют на гемодинамику. 9. Участвуют в реакциях воспаления. Белки плазмы крови : альбумины глобулины фибриноген простые протеины, различаются между собой по Мм, физико-химическим свойствам и биологической роли. Суммарное количество белков плазмы - общий белок (ОБ) У взрослого здорового человека ОБ составляет 64-83 г\л Альбумины- 35-55 г\л, глобулинов 20-30 г\л фибриноген 2-4 г\л В сыворотке крови ОБ ниже на 2-4 г\л из-за отсутствия фибриногена. Белок общий. Нормальная концентрация в сыворотке крови: Новорожденные 47-72 г/л, дети до 1 года - 61-75 г/л, 1 -4 года - 52-78 г/л, 5-7 лет - 58-76 г/л, 8-15 лет - 64-83 г/л. взрослые 47-72 г/л, Содержание общего белка в сыворотке (плазме) крови можно характеризовать понятиями «нормо-», «гипер-» и «гипопротеинемия», Причиной гипо- и гиперпротеинемии может быть не только нарушение равновесия между поступлением, биосинтезом белка, его катаболизмом и удалением, но и изменение объема внутрисосудистого пространства за счет жидкой (водной) части крови. Патогенез этих изменений различен. ТИПОВЫЕ НАРУШЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ БЕЛКОВ В ПЛАЗМЕ КРОВИ ГИПОПРОТЕИНЕМИИ ГИПЕРПРОТЕИНЕМИИ ПАРАПРОТЕИНЕМИИ ГИПОСИНТЕТИЧЕСКИЕ ГИПЕРСИНТЕТИЧЕСКИЕ ГИПЕРСИНТЕТИЧЕСКИЕ ГЕМОКОНЦЕНТРАЦИОННЫЕ Гипопротеинемия- обнаруживается при большинстве заболеваний внутренних органов, носит приобретенный характер, возникает, из-за снижения содержания альбумина, причины: /. Недостаточное поступление белка с пищей следствие недоедания, сужения пищевода (из-за ожога, опухоли), нарушения целостности и функции ЖКТ, при продолжительных воспалительных процессах в стенке кишечника и др.состояниях, сопровождающихся ухудшением переваривания и всасывания белков. 2. Подавление синтетической функции печени при паренхиматозных гепатитах, циррозах печени, интоксикациях, злокачественных новообразованиях, тиреотоксикозе, действиее некоторых химических веществ. В результате изменения процесса синтеза протеинов у больных перитонитом происходит прогрессирующее снижение общего белка в сосудистом русле в течение очень короткого времени. То же наблюдается у больных по мере распространения опухолевого процесса. 3. Повышенный распад белка в организме при возмещении энергетических затрат с дефицитом пластических ресурсов ( при термических ожогах и ожоговой болезни, злокачественных новообразованиях, гипертермии нарушении эндокринного баланса и т.д.)Усиленный распад белка вместе с его повышенными потерями постоянно сопровождает развитие кишечной непроходимости. 4. Потеря белка организмом: с кровью при острых и хронических кровотечениях, с мочой при нефротическом ею (нефрозе, амилоидозе почек). 5. Перемещение в другие ткани образовании обширных отеков.. переход в третье пространство — при формировании экссудатов, выпотов в серозные полости, в просвет кишечника (при завороте кишок, перитоните), на ожоговую поверхность. 6. Особенности физиологического состояния организма. ( у женщин в последние месяцы беременности и в период лактации) Абсолютная гиперпротеинемия — вызывается усилением биосинтеза глобулинов в клеточных элементах системы фагоцитов при длительно текущих хронических воспалительных процессах, в том числе при хронических полиартритах. Относительная гиперпротеинемия: у больных с острыми заболеваниями и критическими состояниями - признак обезвоживания организма и по этой причине носит относительный характер. (потеря жидкости при тяжелых ожогах, генерализованном перитоните, неукротимой рвоте, профузных поносах, холере, несахарном диабете, хроническом нефрите в стадии полиурии, усиленном потоотделении и респираторном ацидозе приводит к относительной гиперпротеинемии). Наблюдаемое при перитоните повышение концентрации общего белка плазмы из-за выраженной гиповолемии дает ложное представление об увеличении его содержания в сосудистом русле, скрывая характерный для этой патологии дефицит белка. Дефектопротеинемии Дефектопротеинемии - наследственно обусловленные нарушения в синтезе белков крови (анальбуминемия, агаммаглобулинемия, врожденное отсутствие или недостаточное содержание в плазме крови церулоплазмина (болезнь Вильсона); первичная идиопатическая (эссенциальная) гипопротеинемия сопровождается анемией, отеками, поносами. Гипопротеинемия почти всегда связана с гипоальбуминемией, тогда как гиперпротеинемия — с гиперглобулинемией. Кроме общего содержания белков в плазме крови также определяют содержание отдельных групп белков или даже индивидуальных белков Парапротеинемия При пролиферации клона плазматических клеток увеличивается синтез иммуноглобулина, представленного одним классом, подклассом и изоти пом, в состав которого входят тяжелые и легкие белковые цепи одного типа. При электрофоретическом разделении белков сыворотки крови этот иммуноглобулин мигрирует в виде компактной полосы, которая определяется на фоне других белковых фракций. Такой иммуноглобулин называют моноклональным иммуноглобулином или парапротеином (ПП). Термин "пара- протеин" был впервые использован Apitz в 1940 г. для обозначения моноклональных белков в крови, моче и тканях, которые производятся миеломными клетками. Белковые фракции Белки на фракции разделяют с помощью электрофореза. Электрофорез – это метод, при котором вещества с различным зарядом и массой, разделяются в постоянном электрическом поле. При электрофорезе на бумаге белки плазмы крови дают 5 фракций: альбумины α1-глобулины α2-глобулины β-глобулины γ-глобулины Методы выявления диспротеинемии При электрофорезе на агаровом геле получается 7-8 фракций, на крахмальном геле – 16-17 фракций. Больше всего фракций – более 30, дает иммуноэлектрофорез. 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. Электрофореграмма белков сыворотки крови (10 пациентов) Денситограмма белков сыворотки крови альбумин ы глобулины α1 глобулины α2 глобулины β глобулины γ I. Альбумины Альбумин. Простой белок Мм 69кДа, обладает высокой гидрофобностью. У альбумина наблюдается полиморфизм. Синтезируется в печени (12 г/сут), утилизируется почками, энтероцитами и др. тканями. Т½=20 дней. 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. Диспротеинемия альбуминовой фракции реализуется преимущественно за счет гипоальбуминемии. Причиной гипоальбуминемии является снижение синтеза альбуминов при печеночной недостаточности (цирроз), при повышении проницаемости капилляров, при активации катаболизма вследствие ожогов, сепсисе, опухолях, при потере альбуминов с мочой (нефротический синдром), при голодании. Гипоальбуминемия вызывает отек тканей, снижение почечного кровотока, активацию РААС, задержку воды в организме и усиление отека тканей. Резкий отток жидкости в ткани приводит к снижению АД и может вызвать шок. Глобулины. Они включают липопротеины и гликопротеины. II. α1-Глобулины α1-Антитрипсин - гликопротеин, синтезируемый печенью. В плазме 2,5г/л. Белок острой фазы (2 группа). Важный ингибитор протеаз, в том числе эластаз нейтрофилов, которые разрушают эластин альвеол лёгких и печени. α1-Антитрипсин также ингибирует коллагеназу кожи, химотрипсин, протеазы грибков и лейкоцитов. При дефиците α1-антитрипсина могут возникнуть эмфизема лёгких и гепатит, приводящий к циррозу печени. Кислый α1- гликопротеин, синтезируется печенью. В плазме 1 г/л. Белок острой фазы (2 группа). Транспортирует прогестерон и сопутствующие гормоны. ЛПВП синтезируются в печени. В плазме 0,35 г/л. Транспортируют излишки ХС из тканей в печень, обеспечивают обмен других ЛП. Протромбин - гликопротеид, содержащий около 12% углеводов; белковая часть молекулы представлена одной полипептидной цепью; молекулярная масса около 70000Да. В плазме 0,1 г/л. Протромбин предшественник фермента тромбина, стимулирующего формирование тромба. Биосинтез протекает в печени и регулируется витамином К, образуемым кишечной флорой. При его недостатке витамина К уровень протромбина в крови падает, что может приводить к кровоточивости (ранняя детская геморрагия, обтурационная желтуха, некоторые болезни печени). Транскортин - гликопротеин, синтезируемый в печени, масса 55700Да, Т½=5 суток. Переносит кортизол, кортикостерон, прогестерон, 17-альфа-гидроксипрогестерон и, в меньшей степени, тестостерон. В плазме 0,03 г/л. Концентрация в крови чувствительна к экзогенным эстрогенам и зависит от их дозы. Тироксинсвязывающий глобулин (TBG) - синтезируется в печени. Молекулярная масса 57 кДа. В плазме 0,02 г/л. Т½=5 суток. Он является главным транспортером тироидных гормонов в крови (транспортирует 75% тироксина и 85% трийодтиронина). Диспротеинемия за счет α1-глобулиной фракции реализуется преимущественно за счет: 1). снижения синтеза α1-антитрипсина. 2). Потере белков этой фракции с мочой при нефротическом синдроме. 3). повышения белков острой фазы в период воспаления. III. α2-Глобулины α2-Макроглобулин (725 кДа), синтезируется в печени. Белок острой фазы (4 группа). В плазме 2,6 г/л. Главный ингибитор множество классов протеиназ плазмы, регулирует свертывание крови, фибринолиз, кининогенез, иммунные реакции. Уровень α2-макроглобулина в плазме уменьшается в острой фазе панкреатита и карциномы простаты, увеличивается - в результате гормонального эффекта (эстрогены). Гаптоглобин – гликопротеид, синтезируется в печени. В плазме 1 г/л. Белок острой фазы (2 группа). Связывает гемоглобин с образованием комплекса, обладающего пероксидазной активностью, препятствует потери железа из организма. Гаптоглобин эффективно ингибирует катепсины С, В и L, может участвовать в утилизации некоторых патогенных бактерий. Витамин Д связывающий белок (БСВ) (масса 70кДа). В плазме 0,4 г/л. Обеспечивает транспорта витамина А в плазме и предотвращает его экскрецию с мочой. III. α2-Глобулины Церулоплазмин - главный медьсодержащий белок плазмы (содержит 95% меди в плазмы) с массой 150кДа, синтезируется в печени. В плазме 0,35 г/л. Т½=6 суток. Церулоплазмин обладает выраженной оксидазной активностью; ограничивает освобождение железа, активирует окисление аскорбиновой кислоты, норадреналина, серотонина и сульфгидрильных соединений, инактивирует активные формы кислорода, предотвращая ПОЛ. Церулоплазмин - белок острой фазы (3 группа). Он повышается у больных с инфекционными заболеваниями, циррозом печени, гепатитами, инфарктом миокарда, системными заболеваниями, лимфогранулематозом, при злокачественных новообразованиях различной локализации (рак легкого, молочной железы, шейки матки, желудочно-кишечного тракта). Болезнь Вильсона – Коновалова. Недостаточность церулоплазмина возникает при нарушении его синтеза в печени. При дефиците церулоплазмина Cu2+ уходит из крови, выводятся с мочой или накапливается в тканях (например, в ЦНС, роговице). Антитромбин III. В плазме 0,3 г/л. Ингибитор плазменных протеаз. Ретинолсвязывающий белок синтезируется в печени. В плазме 0,04 г/л. Связывает ретинол, обеспечивает его транспорт и предотвращает распад. Функционирует в комплексе с транстиретином. Ретинол связывающий белок фиксирует излишки витамина А, что предотвращает мембранолитическое действие высоких доз витамина. Диспротеинемия за счет α2-глобулиной фракции может возникать при воспалении, т.к. в этой фракции содержатся белки острой фазы. IV. β-Глобулины ЛПОНП - образуются в печени. Транспорт ТГ, ХС. ЛППП - образуются в крови из ЛПОНП. Транспорт ТГ, ХС. ЛПНП – образуются в крови из ЛППП. В плазме 3,5 г/л. Транспортируют излишки ХС из периферических органов в печень. Трансферрин – гликопротеин, синтезируется печенью. В плазме 3 г/л. Т½=8 суток. Главный транспортер железа в плазме, 1 молекула трансферрина связывает 2 Fe3+, а 1г трансферрина соответственно около 1,25 мг железа. При снижении концентрации железа синтез трансферрина возрастает. Белок острой фазы (5 группа). Снижается при печеночной недостаточности. Фибриноген гликопротеин, синтезируется в печени. Мм 340кДа. В плазме 3 г/л. Т½=100часов. Фактор I свёртывания крови, способен под действием тромбина превращаться в фибрин. Является источником фибринопептидов, обладающих противовоспалительной активностью. Белок острой фазы (2 группа). Содержание фибриногена увеличивается при воспалительных процессах и некрозе тканей. Снижается при ДВС синдроме, печеночной недостаточности. Фибриноген основной белок плазмы, влияющий на величину СОЭ (с повышением концентрации фибриногена скорость оседания эритроцитов увеличивается). V. γ-Глобулины Синтезируются функционально активными В-лимфоцитами (плазмоцитами). γ-Глобулины гликопротеины, состоят 2 тяжелых (440 АК) и 2 легких (220 АК) полипептидных цепей различной конфигурации, которые соединяются между собой дисульфидными мостиками. Антитела гетерогенны, отдельные составные части полипептидов кодируются разными генами, с различной способностью к мутированию. Все γ-глобулины разделены на 5 классов G,A,M,D,E. В каждом классе выделяют несколько подклассов. Диспротеинемия за счет γ-глобулиной фракции может возникать при 1). Иммунодефицитом состоянии; 2). Инфекционных процессах. 3). Нефротическом синдроме. СРБ β2-МИКРОГЛОБУЛИН α2-МИКРОГЛОБУЛИН БЕЛКИ α1-АНТИТРИПСИН ОСТРОЙ ЦЕРУЛОПЛАЗМИН ГАПТОГЛОБИН ФАЗЫ КОМПОНЕНТ КОМПЛЕМЕНТА С3, С4 α1-КИСЛЫЙ ГЛИКОПРОТЕИН Ig A, G, M Синтез белков острой фазы воспаления и цитокинов печенью. Белки острой фазы воспаления (БОФ) К БОФ относят до 30 белков плазмы крови, участвующих в реакции воспалительного ответа организма на повреждение. синтезируются в печени, их концентрация существенно изменяется и зависит от стадии, течения заболевания и массивности повреждения. Синтез белков острой фазы воспаления в печени стимулируют: 1) ИЛ-6, 2) ИЛ-1 и сходные с ним по действию (ИЛ-1 а, ИЛ-1Р, факторы некроза опухолей ФНО-ОС и ФНО-Р); 3) Глюкокортикоиды; 4) Факторы роста (инсулин, факторы роста гепатоцитов, фибробластов, тромбоцитов). Белки острой фазы воспаления (БОФ) Выделяют 5 групп белков острой фазы 1. К «главным» белкам острой фазы у человека относят С-реактивный белок (СРВ) и амилоидный А белок сыворотки крови. Уровень этих белков возрастает при повреждении очень быстро (в первые 6-8 часов) и значительно (в 20-100 раз, в отдельных случаях - в 1000 раз). 2. Белки, концентрация которых при воспалении может увеличиваться в 2-5 раз в течение 24 часов. Это кислый α1-гликопротеид, α1-антитрипсин, фибриноген, гаптоглобин. 3. Белки, концентрация которых при воспалении или не изменяется или повышается незначительно (на 20-60% от исходного). Это церулоплазмин, С3компонент комплемента. 4. Белки, участвующие в острой фазе воспаления, концентрация которых, как правило, остается в пределах нормы. Это α1-макроглобулин, гемопексин, амилоидный Р белок сыворотки крови, иммуноглобулины. 5. Белки, концентрация которых при воспалении может снижаться на 30-60%. Это альбумин, трансферрин, ЛПВП, преальбумин. Уменьшение концентрации отдельных белков в острой фазе воспаления может быть обусловлено снижением синтеза, увеличением потребления, либо изменением их распределения в организме. БОФ обладают антипротеазной активностью: α1-антитрипсин, антихимотрипсин, α2-макроглобулин. Их важная функция состоит в ингибировании активности эластазоподобных и химотрипсиноподобных протеиназ, поступающих из гранулоцитов в воспалительные экссудаты и вызывающих вторичное повреждение тканей. Снижение уровней ингибиторов протеиназ при септическом шоке или остром панкреатите является плохим прогностическим признаком. ФУНКЦИЯ БЕЛКОВ ОСТРОЙ ФАЗЫ • ОГРАНИЧЕНИЕ ПОВРЕЖДЕННОЙ ТКАНИ • НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ И УСТРАНЕНИЕ ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО АГЕНТА • ЗАПУСК МЕХАНИЗМОВ АДАПТАЦИИ (РЕМОНТА) ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НОРМАЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА • Общие свойства БОФ • Антипротеолитическая активность • Активация комплемента; • Усиление опсонизации; • Удаление свободных радикалов кислорода • Бактериостатическое действие. С-реактивный белок С-реактивный белок синтезируется преимущественно в гепатоцитах, его синтез инициируется антигенами, иммунными комплексами, бактериями, грибами, при травме (через 4-6 ч после повреждения). Может синтезироваться эндотелиоцитами артерий. В плазме <0,01 г/л. Белок острой фазы (1 группа). Способен связывать микроорганизмы, токсины, частицы поврежденных тканей, препятствуя тем самым их распространению. Эти комплексы активируют комплемент по классическому пути, стимулируя процессы фагоцитоза и элиминации вредных продуктов. С-реактивный белок может взаимодействовать с Т-л, фагоцитами и тромбоцитами, регулируя их функции в условиях воспаления. Обладает антигепариновой активностью, при повышении концентрации ингибирует агрегацию тромбоцитов. СРБ - это маркер скорости прогрессирования атеросклероза. Определяют для диагностики миокардитов, воспалительных заболеваний клапанов сердца, воспалительные заболевания различных органов. Диспротеинемия за счет β-глобулиной фракции может возникать при 1) некоторых дислипопротеинемиях; 2) воспалении, т.к. в этой фракции содержатся белки острой фазы; 3) При нарушении свертывающей системы крови. Выявление парапротеинов с помощью электрофореза и иммунофиксации Для клинического исследования ПП целесообразно использовать электрофорез в агарозном геле или капиллярный электрофорез. В зависимости от условий электрофореза и состава буфера может формироваться 5 или 6 фракций белков. В последнем случае бета-фракция разделяется на бета-1 и бета-2 (минорную) фракции. В каждой фракции в норме присутствует определенный набор белков, поэтому результат электрофореза белков сыворотки дает комплексное представление об изменении синтеза и катаболизма многих белков организма. Для выявления ПП методы электрофореза и иммунофиксации должны использоваться совместно. Электрофорез с денситометрической оценкой белковых фракций позволяет предположить наличие ПП, а иммунофик- сация - подтвердить его наличие в той или иной фракции. МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОЙ ДИАГНОСТИКИ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ; ТУРБИДИМЕТРИЯ; НЕФЕЛОМЕТРИЯ; ЭЛЕКТОРОФОРЕЗ БЕЛКОВ; ИММУНОФИКСАЦИЯ БЕЛКОВ; ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ. Нефелометрия как метод определения Нефелометр BN ProSpec, Dade Behring Разработка 2000 г. Высокая точность получаемых результатов Точное определение низких концентраций белков «Золотой стандарт» определения концентрации специфических белков Спектр тестов автоматического нефелометра 1микроглобулин 2-Микроглобулин 2Макроглобулин Альбумин Общий белок Фибронектин Цистатин С Легкие цепи ‘λ’ Легкие цепи ‘κ’ Своб. легкие цепи ASLO, RF, CRP sen Церулоплазмин 1-Гликопротеин 1-Антитрипсин ADNase, SAA Гаптоглобин Ретинол св. белок Преальбумин Трансферрин Миоглобин APO A-I APO-B APO-E LP(a) APO A-II IgG, IgE IgA, IgM IgG1, IgG2 IgG3, IgG4 ЦИК С3с, С4 С1-ингибитор Плазминоген Фибриноген Антитромбин-III Гемопексин Раств. трансф. рец. Трансферрин, CDT Ферритин Гомоцистеин Особенности преаналитической фазы Взятие крови должно осуществляться максимально атравматично (исключить повреждение тканевых клеток ); Белки не стабильны в цельной крови, поэтому необходимо быстрое отделение сыворотки или плазмы от клеток; Хранение рекомендовано при низких температурах. Особенности преаналитической фазы Наложение манжеты при взятие крови на 6-10мин. вызывает увеличение концентрации белков на 20%. Воздействие физических и химических факторов вызывает денатурацию белков. Многократные оттаивания и замораживания не допустимы. Особенности преаналитической фазы После оттаивания сыворотку необходимо тщательно перемешать, если образовалась мутность, необходимо исключить анализ. В стерильных хорошо закрытых пробирках пробы хранятся в течении недели при t-2-8 гр. Ранние маркеры ренальной патологии - Цистатин С 1.Белок семейства цистатинов (13 Кда) – ингибиторов цистеиновых протеаз 2.Синтезируется всеми ядросодержащими клетками с постоянной скоростью 3.Свободно фильтруется в клубочках 4.Не секретируется канальцами 5.Выделяется только через почки 6.Реабсорбируется и расщепляется в клетках почечных канальцев Имеет 100% клиренс - (полностью фильтруется в почках), Уровень в плазме и в моче не зависит от мышечной массы, возраста, пола, этнической принадлежности : Современные методы ранней диагностики хронической и острой почечной недостаточности Цистатин С-клиническое значение Поскольку цистатин С синтезируется с постоянной скоростью, для мужчин, женщин и детей с разной массой тела в норме его уровень в плазме постоянен и одинаков : Плазма или сыворотка: 0,57 – 1,79 мг/л Моча: 0,03 – 0, 29 мг/л При ренальной патологии уровень цистатина С возрастает: в плазме – до 5 раз, в моче – до 200 раз! Цистатин С - высокочувствительный и специфичный маркер скорости клубочковой фильтрации Его повышение сопровождает : - хронические заболевания почек (ХЗП) - сахарный диабет - сердечную недостаточность - инфаркт миокарда - ишемический инсульт Уровень Цистатина С может повышаться – при очень больших дозах стероидов, гипертиреозе. Понижается - при гипотиреозе. Цистатин С Маркер функции почек белковой природы; Уровень в крови не зависит от; воспалительных изменений; Уровень в крови обратно-пропорционален скорости клубочковой фильтрации; Содержание не зависит от пола, возраста, размера мышечной массы; Его повышение предшествует повышению креатинина. Neutrophil gelatinase-asscociated lipocalin (NGAL) Белок, 25 кД, он же: липокалин-2, липокалин нейтрофилов человека, сидерокалин, (HNL - Human neutrophil lipocalin, lipocalin-2, siderocalin) - связан с желатиназой нейтрофилов и с железом Участвует в защите от бактериальных инфекций, за счет связывания с микробными сидерофорами «NGAL - белок острой фазы» • Опыты на животных показали: NGAL один из самых ранних белков, индуцируемых в почках при ишемическом или нефротоксическом стрессе • • Многочисленные исследования: u-NGAL - ранний маркер ОПП разных этиологий Honore, et al. Intensive Care Med 2007 Devarajan, Expert Opin Med Diag 2008 Waikar, et al. Clin J Am Soc Nephrol 2008 Структура NGAL, • связанного с Fe(III), • Fishbach et al. Nat Chem Biol 2008 Где и когда синтезируется NGAL В зависимости от различных патологических состояний NGAL экспрессируется и секретируется большим количеством различных клеток, находящихся в состоянии стресса: иммунными клетками, гепатоцитами, адипоцитами, клетками предстательной железы, клетками почечных канальцев, а так же клетками эпителия респираторного и пищеварительного тракта Основные функции NGAL NGAL «нормализует» поврежденные ткани за счет: - участия в процессе апоптоза; - повышения выживаемости поврежденных клеточных структур; - восстановления поврежденного эпителия; - стимулирования дифференцировки и структурной реорганизации ренальных эпителиальных клеток. При патологиях может стимулировать: - злокачественный рост; - ремоделирование атеросклеротических бляшек; - ремоделирование миоцитов при ишемических повреждениях миокарда. u-NGAL при ОПП Cинтезируется de novo: в тонких восходящих окончаниях петли Генле и в собирательных трубках, поступает в мочу (u-NGAL – urine) и, как бактериостатик, «спасает» от инфекций мочевой тракт NGAL в плазме и в моче Хотя NGAL плазмы свободно фильтруется клубочками, он в большой степени реабсорбируется в проксимальных канальцах за счет эндоцитоза. Инъекция животным радиоактивно меченного NGAL приводит к его накоплению в проксимальных канальцах, но не к его появлению в моче. Основная причина экскреции NGAL в мочу повреждение проксимальных ренальных канальцев, что предотвращает реабсорбцию NGAL, а также значительное повышение синтеза NGAL de novo . При ОПП происходит быстрое и массовое повышение синтеза NGAL в восходящем колене петли Генле и в собирательных трубках. В результате синтеза белка NGAL в дистальном нефроне и его секреции в мочу именно такой, «ренальный» NGAL, и составляет наибольшую фракцию NGAL в моче • NGAL NGAL – ранний маркер: - хронических заболеваний почек, - диабетической нефропатии, - волчаночного нефрита, - ОПП, связанного с множественными травмами, - нефротоксичности фармпрепаратов,, - инфекций мочевого тракта, - тяжести ОПП при сепсисе, - дисфункции почек у пациентов в отделениях интенсивной терапии, - ренальных повреждений трансплантированной почки,, - ренальной дисфункции при трансплантации печени, - ишемических ренальных повреждений при операциях, связанных с АИК Цистатин С и NGAL Цистатин С – в сыворотке – высокочувствительный ранний маркер - замедления скорости клубочковой фильтрации, прогрессирования ХПН, сердечно сосудистых осложнений и летальности, связанных с ХПН. NGAL – в моче – высокочувствительный ранний маркер ОПН («ренальный тропонин»). ГОМОЦИСТЕИН — «ЗЛАЯ» АМИНОКИСЛОТА Серосодержащая, образуется в метаболическом цикле метионина Обладает выраженным токсическим действием на клетку В кровотоке быстро окисляется с образованием радикалов, содержащих активный кислород Стимулирует пролиферацию гладкомышечных клеток - формирование тромбоваскулярной патологии Гомоцистеин -Независимый фактор риска CCЗ -Увеличение риска тромбообразования -Отражает риск развития и быстрого прогрессирования раннего атеросклероза -Повышение риска развития болезни Альцгеймера -Повышение риска развития спонтанных абортов, преэклампсии, эклампсии -Врожденная гомоцистинурия – задержка умственного развития, патология скелета, ранний атеросклероз. Атерогенное действие избыточного гомоцистеина 1. ГЦ повреждает стенку артерии, что ведет к накоплению в месте повреждения жировых субстанций; 2. Циркулирующие иммунные клетки (моноциты) связываются с местами повреждений и вызывают воспалительный процесс; 3. Артериальные клетки пролиферируют, «пытаясь» залечить повреждение, что ведет к образованию бляшек на стенках артерий. Повышенный гомоцистеин индуцирует атерогенез ГИПЕРГОМОЦИСТЕИНЕМИЯ активности антитромбина III и эндогенного гепарина агрегации и адгезии тромбоцитов активности тромбина синтеза тромбомодули на активности протеина С протеина S активности факторов V и ХII связывания аннексина II с рецепторами клеток эндотелия Усиление тромбообразования Причины гипергомоцистеинемии 1. Дефицит витаминов В6, В12 фолиевой кислоты 2. Некоторые патологии: - хроническая почечная недостаточность, - гипофункция щитовидной железы, - В12 - дефицитная анемия, - онкологические заболевания, 3. Генетические дефекты, повреждающие ферменты метаболизма гомоцистеина. Уровень в плазме крови 15 - 30 мкмоль/л 30 – 100 мкмоль/л > 100 мкмоль/л Степень ГГЦ Умеренная Средняя Тяжелая Диагностическое значение высокого гомоцистеина Предиктор ИБС и ее осложнений Независимый фактор риска развития атеросклероза, ИМ инсульта Увеличивает риск развития тромбоза глубоких вен Индикатор риска общей смертности Вызывает осложнения при беременности и - родах невынашивание беременности, хроническая фетоплацентарная недостаточность, внутриутробная гипоксия плода) Фактор риска развития сенильного остеопороза МАРКЕРЫ АТЕРОСКЛЕРОЗА 1. СРБ – высокочувствительный/ островоспалительный 2. Апо В /Апо А (Мелкие плотные частицы Х-ЛПНП) 3. ЛП(a) 4. Гомоцистеин 5. СЖК 6. Свободный (неэтери фицированный холестерин) 7. Гликозилированный гемоглобин (при МС и СД) БЕЛКИ-МАРКЕРЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ КАРДИОМИОЦИТОВ Миоглобин Транспортный белок кислорода в скелетных мышцах, миокарде Уровень в крови повышается при некрозе клеток поперечно-полосатой мускулатуры (миокард, скелетные мышцы) Один из самых ранних маркеров ИМ Самый чувствительный маркер для контроля реперфузии и реинфаркта Совместное определение миоглобина и КФК помогает диагностировать мелкоочаговый ИМ Повышается при «краш»-синдроме, обширных травмах мышц •рекомендуется использовать миоглобин при диагностике нестабильной стенокардии и острого инфаркта миокарда без подъема сегмента ST в течение первых 4-8 часов после начала приступа для исключения некроза сердечной мышцы. •При диагностике острого коронарного синдрома полезно использовать одновременное определение миоглобина, КФК-МВ и тропонина Кардиоспецифический тропонин Т (кТрТ) специфичный показателем поражения миокардиоцитов Комплекс тропонина входит в состав сократительной системы мышечной клетки. образован тремя белками: тропонином Т, (м.м. 3700) тропонином I (м.м. 26 500), который может ингибировать АТФазную активность тропонином С (м.м. 18 000), обладающим значительным сродством к Са2 +. Около 93 % тропонина Т содержится в сократительном аппарате миоцитов; эта фракция может быть предшественником для синтеза тропонинового комплекса и 7 % — в цитозоле. Тропонин Т из сердечной мышцы по аминокислотному составу и иммунным свойствам отличается от тропонина Т других мышц. Кардиоспецифический тропонин Т (кТрТ) В крови здоровых людей уровень кТрТ не превышает 0,2-0,5 мкг/л содержание, превышающее нормальные величины, свидетельствует о поражении сердечной мышцы Развитие острого ИМ сопровождается обширным разрушением кардиомицитов и значительным выбросом в кровь кТрТ, уровень которого может повышаться в 20-400 раз. Количество кТрТ в крови увеличивается пропорционально обширности и глубине ИМ и обнаруживается уже через 3-4 ч после начала болевого приступа. Максимальный уровень кТрТ определяется на 3-4 сут, в течение недели содержание его остается высоким, а затем постепенно снижается, оставаясь повышенным до 10-18 дня. Специфичность определения кТрТ в крови при остром ИМ достигает 90-100% и превосходит специфичность для КК, ЛДГ, миоглобина, приближаясь к таковой для лёгких и тяжелых цепей миозина, фракции КК-МВ. Показания к определению тропонина Т • острый инфаркт миокарда. Тропонин Т — ранний маркер острого ИМ, особенно когда есть причины к неспецифическому повышению КК и КК-МВ; • подострый ИМ. Тропонин Т — идеальный поздний маркер для диагностики подострого ИМ у пациентов, которые только что поступили в клинику в поздней фазе инфаркта, с нехарактерными симптомами и уже нормализованными показателями КК и КК-МВ; • диагностика микроинфаркта и исключение некроза миокарда у пациентов с нестабильной стенокардией; • мониторинг результатов тромболитической терапии. Определение соотношения концентрации тропонина Т в сыворотке через 14 ч и 32 ч после появления болей; • неинвазивное определение величины инфаркта; • «немой» инфаркт миокарда перед хирургическим вмешательством. Инфаркт миокарда вокруг операционной раны при операции на сердце. Тропонин I в сыворотке Содержание тропонина I в сыворотке в норме 0—0,5 нг/мл. — структурный белок тропонинового комплекса мышц с мол. массой 26 500 Да. Тропонин I, как и тропонин Т, в сердечной и скелетных мышцах значительно отличаются по своей аминокислотной последовательности. Это позволило создать диагностические наборы для кардиальных изоформ указанных тропонинов. Тропонин I и тропонин Т являются компонентами сократительного аппарата и поэтому структурно связанными белками кардиомиоцитов, тогда как растворенные в цитозоле белки (миоглобин) относительно быстро вымываются из зоны некроза, деструкция сократительного аппарата кардиомиоцитов более продолжительна по времени, поэтому увеличение уровня тропонинов определяется до 8—10 дней после начала ИМ. Тропонин I является высокоспецифичным маркером ИМ. Повышение уровня Т I в крови отмечается через 4—6 ч после острого приступа (у 50 % больных), достигает максимума на 2-й день и приходит к норме между 6-ми и 8-ми сутками. Средние значения тропонина I в крови на 2-й день ИМ составляют 80—100 нг/мл. Роль тропонина в дифдиагностике ИМ дифференциальный диагноз между ИМ и не инфарктом возможен при концентрации тропонина I около 2,5 нг/мл Его уровень повышается у больных с нестабильной стенокардией при развитии микронекрозов. При стабильной стенокардии повышения содержания тропонина I не отмечается. Значения концентрации тропонина I в сыворотке около 2,0 нг/мл должны рассматриваться как показатель клинического прогноза у больных со стенокардией. Концентрации выше 2,0 нг/мл имеют высокое прогностическое значение в отношении развития ИМ и смерти, что позволяет оценивать степень риска у пациентов со стенокардией. Строение, функции и динамика изменений уровня тропонннов Т и I у больных ИМ Тропонин Т Тропонин 1 Существует в 3 изоформах: в медленных скелетных мышцах, в быстрых скелетных мышцах в миокарде Разница по аминокислотному составу между изоформами миокарда и скелетных мышц- до 40 % Ингибитор АТФ-азной активности актомиозина Не экспрессируется в скелетных мышцах ни на одной из стадий онтогенеза Увеличение концентрации при ИМ отмечается через 4—10 ч, достигает максимума на 2-е сутки, нормализуется на 7-е сутки Существует в различных изоформах: в медленных скелетных мышцах в быстрых скелетных мышцах в миокарде. Разница по аминокислотному составу между изоформами миокарда и скелетных мышц — 6—11 % Связывает тропониновый комплекс с тропомиозином Экспрессируется в скелетных мышцах плода, при регенерации скелетных мышц, у пациентов с дерматомиозитом Увеличение концентрации при ИМ отмечается через 4—10 ч, достигает максимума на 3—5-е сутки, нормализуется на 10—14-е сутки Адгезивные белки Фибронектин - гликопротеин, состоит из двух одинаковых полипептидных цепей, соединенных –SS- мостиками, содержит в каждой цепи 7 доменов- центры связывания различных веществ (коллагена, протеогликанов, некоторые углеводы, гепарин, ферменты) Функции фибронектина – адгезия и распространение эпителиальных и мезинхимальных клеток, стимуляция пролиферации и миграции эмбриональных и опухолевых клеток, обеспечивает дифференцировку клеток цитоскелета, участвует в воспалительных и репаративных процессах. Препятствует развитию метастазов в опухолевых тканях Ламинин Неколлагеновый гликопротеин базальных мембран состоит из 3 полипептидных цепей – А, В1 и В2, которые имеют доменное строение. Функции ламинина – взаимодействие со всеми структурами базальных мембран, с клетками. Обеспечивает связывание клеток и модулирует клеточное поведение, влияет на рост, морфологию, дифференцировку и подвижность клеток Нидоген Нидоген - сульфгидрильный гликопротеин базальных мембран, имеет 1 полипептидную цепь с 3 доменами. Функции нидогена образует с ламинином плотный и коллагеном неплотный 3-й комплекс; взаимодействует со всеми структурами базальных мембран различных клеток; обеспечивает связывание клеток и модулирует клеточное поведение, влияет на рост, морфологию, дифференцировку и подвижность клеток. Остеонктин, тенасцин и тромбоспондин Остеонктин – состоит из 4-х доменов, содержащих ионы Са 2+, много цистеина. Ингибирует некоторые фазы клеточного роста эндотелия. Тенасцин – гликопротеин, состоит из 2-х субъединиц соединенных дисульфидной связью. Взаимодействует с большим количеством лигандов межклеточного матрикса. Синтезируется в различных тканях эмбриона. Активно синтезируется в заживающих ранах. Тромбоспондин – взаимодействует с коллагеном, фибронектином, ламинином, протеогликанами, ионами Са 2+. Антиадгезивный белок в эндотелии и фибробластах Прион - PrP 33-35 Прион - это продукт человеческого гена PrP расположенного в 20 хромосоме. Этот ген состоит из двух экзонов разделенных одним интроном. Экзон 1 и Экзон 2 транскрибируются независимо и две РНК сшиваются в одну мРНК. Эта мРНК содержит ORF (open reading fraim) или белок кодирующий район который транслируется в PrP белок. PrP белок является предшественником прионового белка и назван PrP 33-35. Белок PrP подвергается нескольким пост-трансляционным событиям, приводящим к прионовому белку PrP 27-30: Гликозилирование по двум сайтам Формирование дисульфидной связи между цистеиновыми остатками Удаление N-концевого сигнального пептида Удаление С-концевого гидрофобного сегмента Присоединение фофсфатидилинозитол гликолипида к С-концу Удаление N-концевых 57 аминокислот Прионы - PrP 27-30 Прионы - это инфекционные агенты состоящие только из одного сиалогликопротеина PrP 27-30. Они не содержат нуклеиновой кислоты. PrP 27-30 имеет массу 27-30 кДа и содержит 145 аминокислот, гликозилированных по 181 и 197 аминокислотам или около них. С-конец содержит фосфатидилинозитол - гликолипид, содержащий этаноламин, фосфат, миоинозитол и стеариновую кислоту. Белок выделяется при многих заболеваниях человека и животных повреждающих нервную систему: Болезнь Альцгеймера Болезнь Кройцфельда-Жакоба Синдром Дауна Фатальная семейная бессоница Синдром Герштмана-Штрауслера Болезнь Куру Физиологическая роль приона В нормальных здоровых клетках образуется только PrP 33-35. В поврежденных клетках из PrP 33-35 образуется PrP 27-30 белок, который запускает реакции образования больших количеств PrP 27-30. Помимо посттрансляционных модификаций, белок PrP 27-30 отличается от белка PrP 33-35 одним аминокислотным остатком. Остаток 178 в PrP 27-30 содержит аспарагин вместо аспартата в случае PrP 33-35. Это отличие приводит к конформационным изменениям, при которых белок PrP 27-30 меняет структуру а-спирали на bслой. Патофизиологическая роль приона конформационным изменениям, при которых белок PrP 27-30 меняет структуру а-спирали на b-слой приводит: Белок PrP 27-30 становится способным превращать а-спирали белка PrP 33-35 в b-слои и таким образом белок PrP 27-30 "размножается". Именно это уникальное свойство, поколебало основную догму молекулярной биологии, по которой информация передается от ДНК к белку и позволило говорить о передаче информации от белка к белку. Белки с b-слоями образуют амилоидные фибриллы (бляшки). Амилоидные бляшки повреждают таламические нейроны запуская в них апоптоз. Роль прионов в повреждении ЦНС Прионовые белки накапливаются в клетках ЦНС в течении развития заболевания, вызывая следующие повреждения: Увеличение количества астроцитов. Истощение дендритов. Формирование в коре мозжечка многочисленных вакуолей (губчатая энцефалопатия). Амилоидозис - образование амилоидных бляшек в коре мозжечка, таламусе, спинном и головном мозге, в просветах кровеносных сосудов мозга. Эти бляшки состоят из зернистой стекловидой массы покрытой радиально расположенными амилоидными фибриллами Иммунная система и прионы Примечательно, что для патологии связанные с прионами не характерны симптомы воспаления и жара!!! Это говорит о том, что иммуная система не распознает прионовые белки. Симптомы характерные для прионовых заболеваний: Длительный инкубационный период (несколько лет). Потеря мышечной координации, приводящей к проблемам с хождением, и другими сложными движениями. Слабоумие, связанное с потерей памяти. Бессонница.