Proteinele plasmatice

• Plasma conţine o varietate de proteine cu funcţii diferite.

• Proteinele plasmatice sunt constituite din unul sau mai multe lanţuri peptidice care au în compoziţia lor aminoacizi uniţi între ei prin legătura peptidică.

• În cadrul laboratorului clinic sunt frecvent investigate proteinele totale, albuminele, globulinele, imunoglobulinele, datorită unor metode moderne de separare electroforetică, imunodifuzie radială Mancini, electroimunodifuzie Laurell etc.

Locul de sinteză• Cea mai mare parte a proteinelor plasmatice cum ar fi

albuminele, globulinele, factorii coagulării, o serie de enzime sunt sintetizate în ficat.

• Imunoglobulinele sunt sintetizate în plasmocite.

• Alte proteine cum sunt unele componente ale complementului şi unii inhibitori de proteaze sunt sintetizate de către macrofage.

• Celulele endoteliale produc proteine cu rol în coagulare, fibrinoliză etc.

• La un adult sănătos concentraţia proteinelor variază între 6,7-8,4 g/100 ml plasmă şi 6,5-8 g/100 ml ser.

Reglarea sintezei

-statusul nutritional

-factori genetici-deficite, polimorfism genetic

-inducerea sau represia genica sub actiunea unor hormoni

-existenta unor factori toxici (alcoolul)

-scaderea presiunii coloid-osmotice plasmatice

-citokinele IL-1,IL-6

Distributie

250g proteine –in compartimentul vascular

350g proteine-lichidul interstitial/extravascular

<30g/L proteine –transudat

-proteine in filtrul glomerular si BHE

<0,15g/24h pot ajunge in urina(albumina,transferina,cistatina C,etc.

• Catabolizarea• Degradate de propriile celule datorita unui turn-over propriu• Proteoliza• Degradare chimica prin dezaminare oxidativa, decarboxilare• Localizare-tractul GI,ficat,tubii contorti proximali renali• Rata de degradare =timpul de injumatatire( important in

analiza markerilor tumorali)

Funcţii

menţin presiunea coloidosmotică şi volumul normal a plasmei (albuminele furnizează peste 80% din presiunea coloidosmotică).

acţionează ca transportoare de hormoni, vitamine, lipide, diverşi metaboliţi, medicamente etc.

intervin în reacţiile imunologice

furnizează diverşi factori necesari pentru coagulare

participă la menţinerea echilibrului acido-bazic

participă la procesul de apărare specifică şi nespecifică

reprezintă o rezervă proteică importantă

Metode de determinare şi separare a proteinelor plasmatice

• metoda Gornall - proteinele reacţionează cu Cu+2 în mediu alcalin şi dau complecşi coloraţi în violet.

- intensitatea culorii se măsoară spectrofotometric şi este proporţională cu cantitatea de proteină din probă.

• Electroforeza este metoda cea mai accesibilă clinic pentru separarea macromoleculelor încărcate electric pe baza mobilităţii lor în câmp electric.

• În astfel de câmp, particulele încărcate pozitiv vor migra spre electrodul încărcat negativ (catod), iar cele încărcate negativ spre anod.

• Viteza de migrare este invers proporţională cu dimensiunea (greutatea) particulelor şi direct proportională cu sarcina lor electrică.

• Deci particulele cele mai uşoare şi mai puternic încărcate vor migra cel

mai repede.

• Utilizarea principală a electroforezei este separarea proteinelor, posibilă datorită grupărilor reziduale -COOH şi -NH2 ale aminoacizilor.

• Aceste grupări au caracter amfoter şi pot fi încărcate electric, cu sarcini pozitive sau negative în funcţie de pH-ul tamponului folosit.

• La valori acide de pH grupările -carboxil (-COOH) sunt doar uşor ionizate -amino vor forma ioni -NH3+, astfel că proteina va căpăta

o sarcină pozitivă.

• În mediu alcalin grupările -amino vor fi uşor ionizate -COOH vor forma ioni -COO-, conferind

macromoleculei o sarcină negativă.

•

• Ţinând cont de multitudinea de grupări reziduale, cu grade diferite de afinitate pentru ionii H+ şi HO-, fiecare proteină se va încărca diferit în funcţie de pH-ul soluţiei.

• Punctul izoelectric corespunde unei valori de pH, caracteristic fiecărei proteine când sarcina electrică globală este zero.

• Pentru proteinele plasmatice, se foloseşte o valoare pH de 8,5, păstrată constantă prin tamponul respectiv.

• Mai pot fi separate electroforetic lipoproteine imunoglobuline, izoenzime hemoglobine.

Principalele proteine plasmatice

Albumina

• este proteina cu cea mai mare concentraţie plasmatică 3,5-5,5g/100 ml• este sintetizată şi secretată de ficat.• reprezintă 50% din producţia de proteine totale hepatice. • timp de înjumătăţire în plasmă de 20 zile. funcţie - menţinerea presiunii coloidosmotică a plasmei - transport -proteina de rezerva• intervine în reglarea schimburilor dintre plasmă şi lichidul interstiţial.

• Scăderea concentraţiei de albumină determină apariţia edemelor.

• Hipoalbuminemie• Există trei principale cauze care conduc la scăderea concentraţiei

de albumină:

1.Scăderea sintezei poate fi datorită unui aport scăzut de aminoacizi în malnutriţie şi malabsorbţie sau de cauză hepatică.

2.Modificări de distribuţie sau diluţie.

• Hipoalbuminemia poate să apară în condiţii de permeabilitate capilară crescută, situaţie întâlnită în septicemie.

3.Pierderea sau degradarea anormală. Cauzele includ sindromul nefrotic sau enteropatia exudativă, arsuri, hemoragii etc.

• Hiperalbuminemia sunt rar întâlnite în patologie.

• Analbuminemia -o boală genetică transmisă autozomal recesiv.

• -la electroforeza proteinelor plasmatice albumina lipseşte.

Globulinele

• Reprezintă 2,5-3,5 g/100ml şi 35-45% din totalul proteinelor plasmatice.

• La elecroforeza clasică se separă 4 fracţiuni globulinice principale alfa1, alfa2, beta şi gama.

• Această separarea este orientativă deoarece prin metode moderne de electroforeză s-au pus în evidenţă mai multe proteine plasmatice aflate în fiecare din cele cinci fracţiuni electroforetice (Figura de mai jos).

Electroforeză aspect normal

Alfa globulinele

sunt sintetizate în ficat. Prin electroforeză se separă cele două fracţiuni

electroforetice alfa1 4% şi alfa2 7% (Figura de mai sus).

Alfa1 globuline

• Alfa1 antitripsina (α1-protease inhibitor) Este sintetizată în ficat Se separă din fracţiunea alfa1 prin imunelectroforeză. Protejează ţesuturile faţă de activitatea distructivă a

proteazelor. Deficitul innascut de α1-antitripsină duce la emfizemul

pulmonar,hepatita neonatala si ciroza in copilarie Reactant de faza acuta

• Glicoproteina α1 acidă

este o proteină de fază acută, având valoarea normală de 44-140 mg/dl plasmă.

Se formeaza in hepatocite in cantitati reduse sub actiunea IL-6

Creşte de peste patru ori în cursul reacţiilor inflamatorii. Scăderi s-au semnalat în malnutriţie şi ciroză hepatică.

• Alfa1 fetoproteina

este sintetizată în ficat, dar numai în cursul vieţii embrionare, după naştere dispare.

Este considerat un marker tumoral important.

Alfa2 globulinePrin imunelectroforeză din fracţiunea alfa2 s-au izolat mai multe

haptoglobine

proteina transportoare a tiroxinei

ceruloplasmina

kininogenul

AntitrombinaIII

alfa2 globulina

subfracţiuni

• Haptoglobinele sunt sintetizate în ficat.

• Ele sunt capabile să lege hemoglobina complexul rezultat fiind apoi rapid captat din circulaţie de macrofage, prevenindu-se astfel o eventuală pierdere de fier pe cale urinară.

• Sunt de asemenea proteine de fază acută.• valori crescute în- infecţii microbiene

-arsuri

-neoplasme

• Ceruloplasmina este o proteină sintetizată în ficat, care conţine cupru .

• Mai are rol de ferooxidază catalizând transformarea fierului bivalent în fier trivalent.

Creşteri se constată în staza hepatică, în cursul reacţiei de fază acută.

În boala Wilson se constată o scădere accentuată a ceruloplasminei.

• transferina,• hemopexina, • plasminogenul,

• factorul V, • factorul VIII etc.

Transferina este o glicoproteină are capacitatea de a lega şi transporta fierul. concentraţia plasmatică este de 200-400 mg/dl.are rol de protecţie faţă de infecţii sau faţă de proliferările tumorale.

• Conţin fracţiuni proteice ca:

Beta globulinele

• Beta globulinele în ser au o concentraţie de 0,9 g/100 ml sau 12%.

• Sunt sintetizate în ficat, dar şi splină, intestin.

Gama globulinele

• concentraţie serică de 1,45 g/100 ml.

• Ele conţin proteina C reactivă, imunoglobulinele.

• Imunoglobulinele sunt heterogene datorită numărului mare de antigene care solicită un răspuns imunologic din partea organismului.

• Imunoglobulinele sunt alcătuite din patru lanţuri polipeptidice: -2 lanţuri uşoare L (Light)

-2 lanţuri grele H (Heavy) legate prin punţi disulfidice.

• Lanţurile uşoare sunt comune diverselor tipuri de imunoglobuline.

• Ele corespund proteinelor Bence-Jones eliminate în urina bolnavilor cu mielom multiplu.

• Lanţurile grele dau specificitate antigenică diferitelor tipuri de imunoglobuline.

• Imunoglobulinele din circulaţie sunt sintetizate de plasmocite.

• Se clasifică în cinci clase: IgG, IgA, IgM, IgD, IgE.• antigenic care depinde de lanţurile grele din structura

lor.• În condiţii patologice pot apare proteine conţinând fie

numai lanţuri uşoare (proteine Bence-Jones) sau numai lanţuri grele (proteine din boala lanţurilor grele).

• IgD au o concentraţie plasmatică mică şi au efecte antitoxice, antivirale.

• Traversează placenta fiind prezente la nou-născut.

• IgA au o concentraţie de 145 UI/ml sunt prezente în colostru asigurând protecţia nou-născutului faţă de infecţiile gastro-intestinale.

• Trec în secreţiile lacrimale, salivare, gastro-intestinale, având o activitate antivirală.

• IgM au o concentraţie de 180 UI/ml. • Este prima imunoglobulină caracteristică răspunsului

imun umoral local.

• IgG au o concentraţie de 150 UI/ml sunt anticorpii predominanţi ai răspunsului imun secundar.

• IgE concentraţia plasmatică este joasă. • Se fixează rapid pe membranele mastocitelor şi a

bazofilelor reprezentând suportul molecular al anafilaxiei.

Modificări patologice ale concentraţiei proteinelor plasmatice

• Hiperproteinemiile –creşterea proteinelor plamatice -pot fi reale -apărând ca urmare a unui catabolism exagerat -ca urmare a apariţiei în exces a unor proteine

patologice -pot fi aparente ca urmare a hemoconcentraţiei (deshidratării).

• Hipoproteinemiile – caracterizează sindroamele biologice care au la bază scăderea proteinelor totale cu păstrarea raportului dintre diversele fracţiuni.

• Hipoalbuminemiile apar în toate disproteinemiile, fiind accentuate în caz de deficit de :

• aport (subnutriţii),

• malabsorbţii (pancreatite, enterite),

• deficit de sinteză (hepatite cronice, ciroze),

• pierderi masive (sindrom nefrotic, diaree, steatoree, fistule intestinale, tumori, infecţii şi intoxicaţii cronice).

• Disproteinemiile sunt modificările de ordin cantitativ sau/şi calitativ ale proteinelor plasmatice, însoţite de modificarea raportului dintre fracţiuni.

• Hiperglobulinemiile sunt sindroame care se întâlnesc frecvent, interesând una sau mai multe din subfracţiile sale.

• Hiperglobulinemia globală cuprinde creşterea α, β şi γ globulinelor, cu scăderea albuminelor, fapt ce duce la diminuarea raportului A/G.

Este prezentă în diverse boli inflamatorii cronice şi tumori

maligne.

• Hiperalfaglobulinemia se instalează cu deosebire în cursul proceselor inflamatorii sau distructive ale ţesutului conjunctiv şi se însoţeşte cu o creştere a fibrinogenului, a glicoproteinelor şi de accelerarea VSH-ului.

• Sindromul este întâlnit în:

inflamaţii acute (boli infecţioase acute, reumatism poliarticular acut, pneumonii, febră tifoidă),

infarct miocardic, neoplasme, sindrom nefrotic - cresc masiv în special α2 globulinele -scăderea moderată a γ-globulinelor şi

accentuată a albuminelor.

• Analiza diferenţiată prin metode imunologice relevă în reacţia de fază acută creşterea

α1- antitripsinei(crestere mai lenta 24-48ore) α1 -glicoproteinei (crestere mai lenta 24-48ore) Haptoglobinei (crestere mai lenta 24-48ore) ceruloplasmina (crestere lenta 2-3 zile) proteina C reactivă(crestere rapida 1-2 ore) scad albuminele β lipoproteinele.

• Hiperbetaglobulinenia se întâlneşte în hepatite toxice, ciroze, sindroame nefrotice, cancere, boala Cushing, etc şi însoţeşte frecvent alte forme de disproteinemie.

• Hipergamaglobulinemia este sindromul cel mai frecvent întâlnit şi care explică un număr mare disproteinemii.

• Fracţiunea gamaglobulinică creşte în majoritatea infecţiilor bacteriene, virale, parazitare în bolile de colagen (poliartrită reumatismală,

sclerodermii, lupus eritematos) hepatite cronice ciroze obstrucţii ale căilor biliare nefrite artrite leucemii mielom multiplu.

• De multe ori se constată o creştere asociată a unora dintre fracţiunile globulinelor.

• Majoritatea bolilor inflamatorii cronice şi a tumorilor maligne se însoţesc de hiper-α și hiper-γ globulinemii, iar în cirozele hepatice sunt asociate hiper-β cu hiper-γ globulinemii.

• Hipoglobulinemiile interesează de fapt gamaglobulinele apar după radioterapie secundar unor infecţii cronice prelungite la malnutriţi, după tratament cu citostatice arsuri grave sau ca o boală genetică transmisă recesiv, a

gamaglobulinemie

• Hiperfibrinogemiile însoţesc bolile: cardiace (coronare, infarct, boli renale, boli de colagen, bolile

hepatice, neoplasamele sau o serie de coagulopatii).

• Hipofibrinogenemiile sunt urmarea unei sinteze insuficiente a fibrinogenului de către ficat şi apar în:

hepatite, ciroze, intoxicaţii, scorbut, cancere ale tubului digestiv, boli carenţiale precum şi în defecte genetice de sinteză

(afibrinogenemia congenitală).

Tipuri de disproteinemie1. Disproteinemia din inflamaţia acută se caracterizează prin

creşterea α1şi α2 = „reactanţi de fază acută” concentraţiei plasmatice de albumine

• Cresc de asemenea şi proteinele de fază acută• în schimb scad- albumina serică -colinesteraza serică -transferina• Paralel cu creşterea fibrinogenului se constată şi o

accelerare a VSH-ului.

2. Disproteinemia din inflamaţia cronică este caracterizată de creşterea reactivă a gamaglobulinelor. concentraţiei plasmatice de albumine 1, 2 şi mai ales a -globulinelor

Acesta se datorează proliferării reactive a plasmocitelor şi limforeticulocitelor în sistemul reticuloendotelial, declanşat de o infecţie subacută sau cronică. Gamaglobulinele cresc în

endocardita bacteriană tuberculoză limfogranulomatoza inghinală etc.

VSH-ul este accelerat în măsura în care coexistă o creştere a fibrinogenemiei.

3. Pierderea de proteine pe cale renală se întâlneşte în sindromul nefrotic.

Sindromul nefrotic prezintă o scădere a proteinelor totale

concentraţiei plasmatice de albumine şi a globulinelor

2 şi -globulinelor-În formele grave se constată o scădere a gamaglobulinelor.

-Colesterolul şi lipidele serice cresc, la fel şi fibrinogenul.

- Acestea pot fi explicate prin creşterea permeabilităţii filtrului glomerular faţă de proteine.

4. Pierderea enterală de proteine se întâlneşte în enteropatia exudativă

- se caracterizează printr-o creştere a permeabilităţii tractului digestiv pentru proteinele plasmatice.

-Proteinele ajunse în lumenul digestiv sunt supuse atacului enzimelor proteolitice din sucurile digestive şi determină la om hiperaminoacidemie şi hiperaminoacidurie.

- Se ajunge astfel la hipoproteinemie.

• Disproteinemia din afecţiunile hepatice.

• În hepatita acută modificările proteinogramei sunt puţin exprimate şi necaracteristice, cu valoare diagnostică redusă.

• Creşterea aminotrasferazelor este marcantă.• În sindromul posthepatitic, nivelul crescut al

gamaglobulinelor atrage atenţia asupra evoluţiei spre cronicizare.

• Hepatita cronică, se caracterizează prin creşterea gamaglobulinelor, pentru ca în ciroza hepatică această creştere să se accentueze.

• .

• În stadiile de debut ale neoplaziilor, valoarea diagnostică a proteinogramei este redusă.

• Adenocarcinomul hepatic cu ciroză se caracterizează prin scăderea albuminelor şi creşterea gamaglobulinelor, asociată cu creşterea α1.

• La bolnavii cu hepatom se evidenţiază alfa-fetoproteina

Hiperimunoglobulinemii policlonale şi monoclonale

• Fiecare tip de imunoglobuline este produs de o anumită spiţă sau clonă de plasmocite (IgM sunt sintetizate de celulele reticulare limfoide).

• Stimularea antigenică provoacă de regulă un răspuns din partea mai multor clone de celule imunocompetente şi în consecinţă sunt elaborate mai multe tipuri de imunoglobuline.

• Viteza de migrare electroforetică a acestor imunoglobuline este diferită, aspectul fracţiunii electroforetice gama va avea un caracter difuz.

• La fotometrare va da aspectul de clopot turtit cu baza în jos.

• Astfel de imunoglobulinemii reactive se numesc şi hiperimunoglobulinemii policlonale.

• Apar în inflamaţii cronice, ciroze, colagenoze.

• În cazul unei proliferări tumorale se înmulţeşte doar o anumită clonă de celule care produc doar un tip de imunoglobuline inerte imunologic.

• Acestea au aceeaşi viteză de migrare electroforetică şi realizează o bandă îngustă omogenă în proteinogramă, iar prin spectrofotometrie se obţine un aspect în pisc înalt.

• Paraproteinele conţin de regulă atât componente H, cât şi L şi au caracter antigenic comun cu imunoglobulinele normale.

Elecroforeza proteinelor serice . a)Aspect normal;b)+c) Aspectul patologic al proteinogramei in paraproteinemii

Mielom multiplu

1. Mielomul multiplu proliferare generalizată a plasmocitelor din măduva osoasă

mai rar în ţesuturile moi (ganglioni limfatici, splină, ficat, amigdale).

• Aceste celule produc în marea majoritate paraproteine.

• Proteinele Bence-Jones au o greutate moleculară mică se elimină prin glomeruli precipită la nivelul tubilor renali producând leziuni şi chiar

insuficienţă renală. migrează electroforetic între fracţiunile beta şi

gamaglobuline.

Clinic -dureri osoase,fracturi -anemie ,sângerări infecții recurente tulburări ale funcției renale sindrom de hipervâscozitate

• Laborator Hiperproteinemie ( datorită paraproteinelor) Proteinurie Scăderea concentrației de Ig M Uremie Hipercalcemie

2. Macroglobulinemia Waldenstrom se caracterizează printr-o cantitate mare de IgM.

Apariţia acestor macroglobuline se datorează proliferării celulelor reticulare limfoide.

Paraproteinele cauzează uneori tulburări ale circulaţiei, mai ales cerebrale datorită creşterii vâscozităţii sângelui.

Din punct de vedere clinic predomină anemia sindromul hemoragipar infecţii recurente limfoadenopatie hepatoslenomegalie.

3. Boala lanţurilor grele este mai rară.

Manifestările clinice diferă în funcţie de isotipul de lanţ greu.

• Se caracterizează printr-o hiperimunoglobulinemie în care proteinele sunt alcătuite doar din componenta H, fragment al lanţurilor IgG.

• Pacienţii cu boala lanţurilor grele prezintă o rezistenţă scăzută faţă de infecţii.