Протеин в крови: норма, повышен, понижен – причины

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:

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.

Содержание

Строение белков

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.

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.

Прочтите также: Ультразвуковая допплерография сосудов

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.

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.

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).

Прочтите также: Ультразвуковая диагностика поджелудочной железы

β-глобулины

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

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.

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: