ГЛОБУЛИН [ globulin ] (1845, лат.: globus - шар + ин - регулярная и продуктивная словообразовательная единица, в химической терминологии образующая имена существительные мужского рода, которые являются названиями веществ, характеризующихся отношением к тому, что названо мотивирующим словом, то есть исходным, производящим словом, от которого образовано производное слово. Примеры: проте-ин, глобул-ин, альбум-ин, кофе-ин, ванилин). Глобулины - это одна из групп полиморфных (с вероятностной структурой) белков, содержащихся в жидкостях организма человека.
В РАЗРАБОТКЕ = UNDER CONSTRUCTION
Схема. Наиболее вероятные относительные размеры и молекулярные массы молекул некоторых белков крови. Модификация: Murray R.K., Granner D.K., Mayes P.A., Rodwell V.W. Harper's Illustrated Biochemistry, 26th ed., 2003, 703 p., см.: Биохимия человека: Литература. Иллюстрации.
|
|
|
Наибольшее количество глобулинов организма человека содержит плазма крови. Остальное количество глобулинов находится в других тканях и в экстрацеллюлярном пространстве.
В зависимости от электрофоретических свойств различают следующие группы простых глобулинов: α-глобулины, β-глобулины и γ-глобулины. Каждый глобулин этих групп может существовать в сложной форме в виде гликопротеинов, липопротеинов, а также в форме белков, связанных с металлами. Кроме того, в зависимости от ступени своего метаболизма (от предшественника до конечной формы) любой глобулин может иметь много значений величины молекулярной массы. В итоге существовует множество различных вероятностных структур молекул глобулинов с различными вероятностными функциями.
Глобулины плазмы крови в зависимости от происхождения и места действия условно разделяют на две группы: эуплазматические глобулины плазмы крови и псевдоплазматические глобулины плазмы крови. Эуплазматические глобулины, или истинно-плазматические глобулины плазмы крови - это белки, которые секретируются и действуют в плазме крови. Все остальные глобулины крови относят к псевдоплазматическим глобулинам плазмы крови. (Греч.: εΰ, лат.: - eu- приставка со значением «истинный, хороший». Противоположное: лат.: pseudo- приставка со значением «ложный»).
В группу эуплазматических глобулинов входят в основном γ-глобулины. В группу псевдоплазматических глобулинов плазмы крови входят α-глобулины, β-глобулины и γ-глобулины. Ряд эуплазматических глобулинов плазмы крови называют иммуноглобулинами. Являясь антителами они обеспечивают иммунитет.
Таблица. Функции некоторых белков плазмы крови. Модификация: Murray R.K., Granner D.K., Mayes P.A., Rodwell V.W. Harper's Illustrated Biochemistry, 26th ed., 2003, 703 p., см.: Биохимия человека: Литература. Иллюстрации. |
№ |
Белки плазмы |
Функции |
1 |
– Антихимотрипсин, Antichymotrypsin
– α1-Антитрипсин, α1-Antitrypsin (α1-antiproteinase)
–  α2-Макроглобулин, α2-Macroglobulin
–  Антитромбин, Antithrombin |
Функции антипротеаз, Antiproteases |
2 |
Различные факторы свёртывания крови, фибриноген, Various coagulation factors, fibrinogen |
Свёртывание крови, Blood clotting |
3 |
Ферменты, Enzymes |
Свёртывание крови, передача информации в синапсах (например, холинэстераза, поступающая из клеток или тканей), Function in blood, eg, coagulation factors, cholinesterase. Leakage from cells or tissues, eg, aminotransferases |
4 |
Эритропоэтин, Erythropoietin
С кровью могут циркулировать многие другие белковые гормоны, не относящиеся к белкам плазмы, например ферритин |
Гормональное управление, Hormones |
5 |
Иммуноглобулины, комплементарные белки, β2-микроглобулин, Immunoglobulins, complement proteins, β2-microglobulin |
Иммунная защита, Immune defense |
6 |
Белки, участвующие в организации острой фазы воспаления (C-реактивный белок, α1-кислый гликопротеин, орозомукоид), Acute phase response proteins (eg, C-reactive protein, α1-acid glycoprotein [orosomucoid]) |
Организация воспаления, Involvement in inflammatory responses |
7 |
α1-Фетопротеин, α1-Fetoprotein (AFP) |
Развитие эмбриона, Oncofetal |
8 |
– Альбумины (различные лиганды для многих веществ, включая билирубин, свободные жирные кислоты, ионы [Ca2+], металлы, например [Cu2+], [Zn2+] ), гематин, стероиды, различные гормоны, медикаменты). Albumin (various ligands, including bilirubin, free fatty acids, ions [Ca2+], metals [eg, Cu2+, Zn2+], metheme, steroids, other hormones, and a variety of drugs.
–  Церулоплазмин (содержит [Cu2+], хотя альбумин, вероятно, является более эффективным переносчиком ионов [Cu2+]), Ceruloplasmin (contains Cu2+; albumin probably more important in physiologic transport of Cu2+)
–  Глобулин, связывающий кортикостероиды (транскортин, связывает кортизол), Corticosteroid-binding globulin (transcortin) (binds cortisol)
–  Гаптоглобин (связывает экстракорпускулярный гемоглобин), Haptoglobin (binds extracorpuscular hemoglobin)
–  Липопротеины (хиломикроны, липопротеины очень низкой плотности, VLDL, липопротеины низкой плотности, LDL, липопротеины высокой плотности, HDL), Lipoproteins (chylomicrons, VLDL, LDL, HDL)
–  Гемоплексин (связывает гем), Hemopexin (binds heme)
–  Белок, связывающий ретинол, Retinol-binding protein (binds retinol)
–  Глобулин, связывающий половые гормоны (связывает тестостерон, эстрадиол), Sex hormone-binding globulin (binds testosterone, estradiol)
–  Глобулин, связывающий тиреоидные гормоны (связывает тетраиодтиронин, T4, трииодтиронин, T3), Thyroid-binding globulin (binds T4, T3)
–  Трансферрин (переносит железо), Transferrin (transport iron)
–  Транстиретин (прежнее название - предальбумин, связывает Т4 и образует комплекс с белком, связывающим ретинол), Transthyretin (formerly prealbumin; binds T4 and forms a complex with retinol-binding protein) |
Транспортируют связанные белки, Transport or binding proteins
|
|
Таблица 2. Классификация простых белков, основанная на их растворимости. Модификация: Березов Т.Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. 3-е изд., М.: Медицина, 1998. 704 с. |
Белки |
Растворимость, особенности содержания аминокислот |
Альбумины |
Растворимы в воде и солевых растворах. Не имеют особенностей по содержанию отдельных аминокислот |
Глобулины |
Слаборастворимы в воде, хорошо растворимы в солевых растворах. Не имеют особенностей по содержанию отдельных аминокислот |
Проламины |
Растворимы в 70 ÷ 80%-ном этаноле, нерастворимы в воде и в абсолютном этаноле. Богаты аргинином |
Гистоны |
Растворимы в солевых
растворах |
Склеропротеины |
Нерастворимы в воде и солевых растворах. Повышено содержание глицина, аланина, пролина
|
|
Таблица 3. Классификация сложных белков по виду простетической группы. Модификация: Березов Т.Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. 3-е изд., М.: Медицина, 1998. 704 с. |
Белки |
Простетическая группа |
Пример |
Фосфопротеины |
Фосфорная кислота |
Фосфатаза |
Гликопротеины |
Углевод |
Гликопротеины жидкостей организма, мембран клеток |
Нуклеопротеины |
Нуклеиновая кислота |
Нуклеопротеины хромосом |
Хромопротеины |
Пигмент |
Гемоглобин, цитохром |
Липопротеины |
Липид |
Компоненты мембран клеток, липопротеины крови (транспортируемая форма липидов) |
Флавопротеины |
Флавинадениннуклеотид |
Аэробные дегидрогеназы - ферменты, участвующие в окислительно-восстановительных процессах в тканях |
Металлопротеины |
Металл |
Металлоферменты
|
|
Таблица 1. Молекулярные характеристики некоторых белков. Модификация: Березов Т.Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. 3-е изд., М.: Медицина, 1998. 704 с. |
Белки |
Молекуляр- ная масса |
Число аминокис-лотных остатков |
Число полипеп-тидных цепей |
Рибонуклеаза |
12640 |
124 |
1 |
Лизоцим |
13930 |
129 |
1 |
Миоглобин |
16890 |
153 |
1 |
Гемоглобин |
64500 |
574 |
4 |
α-Амилаза |
97600 |
? |
2
|
|
Таблица 4. Основные функции белков. Модификация: Березов Т.Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. 3-е изд., М.: Медицина, 1998. 704 с. |
Функции |
Белки |
Каталитическая |
Ферменты |
Сократительная |
Актины, миозины |
Регуляция работы генов |
Гистоны, негистоновые ядерные белки |
Гормональная |
Инсулин |
Защитная |
Фибрин, иммуноглобулины, интерферон |
Регуляторная |
Кальмодулин |
Структурная |
Коллаген, эластин, кератины |
Транспортная |
Альбумины (переносят билирубин, жирные кислоты и т. д.), гемоглобин (кислород), липопротеины (различные липиды), трансферрин
|
|
Классификация белков плазмы крови (Anderson N.L., and Anderson N.G., 2002).
1. Эуплазматические протеины крови. Белки, которые секретируются жидкими тканями и действуют в плазме крови называют эуплазматическими протеинами крови, или истинно-плазматическими белками крови. Они секретируются по преимуществу в печени и в тонкой кишке. Считают, что число таких белков ~500. Около двадцати различных эуплазматических протеинов гликозилированы, то есть существуют в форме гликопротеинов. Более того, каждый гликопротеин в зависимости от ступени своего метаболизма (от предшественника до конечной формы) может иметь (в среднем) пять значений величины молекулярной массы. В итоге может существовать около ~50 000 различных молекулярных форм эуплазматических протеинов. Остальные белки плазмы крови называют псевдоплазматическими протеинами. (Греч.: εΰ, лат.: - eu- приставка со значением «истинный, хороший». Противоположное: лат.: pseudo- приставка со значением «ложный»).
2. Иммуноглобулины. Иммуноглобулины являются эуплазматическими протеинами плазмы крови. Из-за своей большой сложности иммуноглобулины выделили в специальный класс белков. По современным оценкам у взрослого человека может существовать ~1011 - 1012 различных иммуноглобулинов.
3. Отдалённо-дистантные лиганды рецепторов ('Long-distance' receptor ligands). В эту группу включают классические пептиды и белковые гормоны, такие как инсулин и эритропоэтин. Они имеют большой размах значений размеров молекул и относительно долго существуют в плазме крови.
4. Локальные лиганды рецепторов ('Local' receptor ligands). В эту группу включают цитокины и близко-дистантные медиаторы. Они относительно недолго существуют в плазме крови. Это обусловлено малым размером их молекул. Значение размеров молекул меньше диаметра ячеек (~3,5 - 4 нм) фильтрационного барьера почечного тельца.
5. Экзогенные временные компоненты. В эту группу включают негормональные белки, которые попадают в плазму крови из внешних мест синтеза, переносятся кровью и секретируются в месте действия. Примером являются белки лизосом.
6. Белки, рассеиваемые из тканей, окружающих кровеносное русло. В эту группу включают белки, которые попадают в плазму крови при повреждении или гибели клеток тканей, окружающих кровеносное русло. Примерами являются креатинкиназа, миоглобин. Наличие подобных белков является диагностическими признаками заболеваний. Предполагают, что в эту группу могут входить ~50 000 белков, каждый из которых может иметь не менее десяти различных форм. В итоге в данной группе может существовать ~500 000 форм белков.
7. Аномально секретируемые белки. В эту группу включают белки, которые в норме не существуют в плазме крови, но попадают в плазму крови из опухолей, больных тканей. Наличие подобных белков является диагностическими признаками заболеваний.
8. Инородные белки. В эту группу включают белки, которые в норме не существуют в организме человека, но попадают в плазму крови из инфекционных микробов и патогенов.
Классификация белков плазмы (Schaller J., Gerber S., Kaempfer U., Lejon S., Trachsel Ch., 2008).
1. Белки, обеспечивающие свёртывание крови и фибринолиз. В эту группу включают: белки, которые обеспечивают первичный гемастаз, белки, входящие в систему фибринолиза, белки-эффекторы (например, серпины, являющиеся средством регулирования свёртывания крови и фибринолиза), белки-кинины, белки, входящие в ренин-ангиотензинную систему.
2. Белки, входящие в состав системы комплемента. Система комплемента - это система сложных белков плазмы крови. Она представляет собой каскад взаимодействующих протеолитических ферментов, обеспечивающих многоступенчатую гуморальную защиту организма от действия внешних патогенных факторов.
3. Белки, входящие в состав системы иммунитета. В эту группу включают: иммуноглобулины, лейкоцитарные антигены гистонесовместимости, белки врождённой иммунной системы, реактивные белки дополнительной (формируемой) иммунной системы.
4. Белки, входящие в состав системы ферментов метаболизма. В эту группу включают: пероксидазы, трансферазы, эстеразы, гликозидазы, металлокарбоксипептидазы, протеазы сыворотки крови, цистеин-протеазы, аспаратат-протеазы, оксидоредуктазы и др.
5. Белки, входящие в состав системы ингибиторов метаболизма. В эту группу включают следующие белки: ингибиторы серин-протеазы (серпины), ингибиторы общей протеазы, ингибиторы трипсина (Куница-тип, Kunitz-type; Казаля-тип, Kazal-type), ингибиторы тиол-протеазы и др.
6. Липопротеины. В эту группу включают белки участвующие в метаболизме липопротеинов: различные аполипопротеины, рецепторы-липопротеинов низкой плотности и рецепторы-липопротеинов очень низкой плотности, амилоидный А-белок сыворотки и др.
7. Гормоны. В эту группу включают все белки-гормоны: гормоны поджелудочной железы, гормоны желудочно-кишечного тракта, гормоны, обеспечивающие метаболизм кальция, высвобождающие факторы (рилизинг-гормоны), тропные гормоны, соматостатин, хориогонадотропин, пролактин, вазопрессин, окситоцин, опиоидные пептиды, вазоактивные пептиды, эритропоэтин, тромбопоэтин, адипонектин и многие другие.
8. Цитокины и факторы роста. Это большая группа белков, выделяемых клетками и участвующих в управлении либо функциями этих же клеток (аутокринные управляющие сигналы) или функциями других клеток (паракринные управляющие сигналы). В группу цитокинов включают интерлейкины, лимфокины, хемокины, интерфероны, кахектины (условно, так как факторы роста к группе цитокинов не относят) и ряд других веществ.
9. Белки обеспечивающие транспорт веществ в организме и их резервирование. В эту группу включают: альбумины, глобулины, белки, транспортирующие и резервирующие железо и другие металлы, белки, транспортирующие гормоны, стероиды, витамины и др.
10. Все другие белки.
Единой общепринятой классификации белков не существует. Несколько наиболее употребительных систем классификации, используемых в клинической практике, в определенной степени противоречат одна другой. Существующие системы классификации основаны на различиях в структуре, в физических свойствах и в функциях. Простейшей классификацией является рассмотренное выше деление белков на простые и сложные.
Глобулярные белки характеризуются компактной укладкой полипептидных цепей. К глобулярным белкам относятся: инсулин, альбумины и глобулины плазмы крови, многие ферменты. Фибриллярные белки состоят из пучков полипептидных цепей, спирально навитых друг на друга и связанных между собой поперечными ковалентными или водородными связями. К фибриллярным белкам относятся кератин, миозин, коллаген и фибрин. В зависимости о функций белки разделяют на следующие группы: структурные белки, каталитические белки (ферменты) и транспортные белки. В свою очередь ферменты разделяют по
типу реакции, которую они катализируют.
Анализ содержания в крови определенных белков и ферментов широко используется в медицинской диагностике. В частности, при заболеваниях печени диагностическое обследование обязательно включает оценку относительного содержания альбуминов и глобулинов в плазме крови. Оценка содержания липопротеинов и иммуноглобулинов в плазме обычно используется при диагностике специфических типов гиперлипопротеинемии и иммунных нарушений.
В РАЗРАБОТКЕ = UNDER CONSTRUCTION
c. 593
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Рис.
Lange Biochemistry > Section VI. Special Topics > Chapter 49. Plasma Proteins & Immunoglobulins >
Harper's Illustrated Biochemistry
5_3/Biochem_Murrey26ed2003.pdf
5_3/Biochem_Murrey27ed2006
Murray R.K., Granner D.K., Mayes P.A., Rodwell V.W. Harper's Illustrated Biochemistry, 26th ed., 2003, 703 p. Иллюстрированная биохимия. 2003, 703 с. Тщательно разработанное и хорошо иллюстрированное руководство. См. выше перевод на русский язык: Мари Р.К. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
Мари 5_1/mari2.djvu
БЕЛКИ ПЛАЗМЫ
П
Глобулины
Как отмечалось в гл. 5, глобулины—это белки, нерастворимые в воде, но растворимые в растворах солей. Глобулины сыворотки—это гетерогенная сложная смесь белковых молекул, обычно называемых а-, Р- и у-глобулинами (иногда дополнительно вводят цифровые обозначения); данная классификация основана на электрофоретической подвижности (рис. 55.2). Более рациональная классификация базируется на структуре и функциях глобулинов.
Гликопротеины содержат ковалентно связанные фрагменты олигосахаридов (см. гл. 54). Эти белки обнаруживаются во фракциях а,- и а2-глобулинов. Среди гликопротеинов имеется много специализированных белков с функциями, которые изучены в различной степени.
Липопротеины содержат липиды, обычно некова-лентно связанные с белковой молекулой (см. гл. 26). Липопротеины мигрируют при электрофорезе вместе с а- или Р-глобулинами. Чем выше содержание липидов и чем ниже содержание белков в липопро-теинах, тем ниже их удельный вес. Липопротеины служат переносчиками различных липидов и соединений, растворяющихся в них, но не в водной фазе плазмы.
Некоторые белки, связывающие металлы (ме-талл-связывающие белки), например трансферрин, обладают свойствами глобулинов и переносят элементы, находящиеся в плазме в следовых количествах.
Плазма в норме содержит ряд ферментов, в частности фосфатазы, липазы, лактатдегидрогеназу, амилазу и ферроксидазу (церулоплазмин). При разрушении тканей или при нарушении структуры мембран внутриклеточные ферменты высвобождаются во внутриваскулярное пространство. В таких случаях их каталитическая активность может служить и количественным показателем степени повреждения тканей. В клинической медицине особенно важным является определение в сыворотке трансаминаз, креатинкиназ и кислых фосфатаз.
В плазме циркулируют полипептидные гормоны. Гидрофобные стероиды и 1,25-дигидроксивитамин D3, циркулируют в связанном виде (т. е. транспортируются специфическими переносчиками).
Важными компонентами плазмы являются иммуноглобулины, выполняющие роль эффекторов гуморальной иммунной системы, и фибриноген— предшественник фибрина, образующего кровяные сгустки. Оба этих класса плазменных белков будут рассмотрены более подробно.
Липопротеины плазмы обсуждаются в гл. 26.
Рис. 55.2. Метод зонального электрофореза в ацетате целлюлозы. А. Небольшое количество сыворотки или другой жидкости наносят на полоску ацетата целлюлозы. Б. Проводят электрофорез образца в буферном растворе. В. Белковые полосы становятся видимыми после окрашивания. Г. В результате денситометрического сканирования полоски ацетата целлюлозы на денситограмме видны пики альбумина, с^-глобулина, а2-глобулина, Р-глобулина и у-глобулина. (Reproduced, with permission, from Stites D.P., Stobo J. D., Wells J. V. (eds). Basic and Clinical Immunology, 6th ed. Appleton and Lange,
1987.)
Иммуноглобулины
Иммуноглобулины, или антитела, синтезируются В-лимфоцитами или образующимися из них плазматическими клетками. Антитела с удивительной специфичностью связываются с антигенными детерминантами других молекул.
Все молекулы иммуноглобулинов состоят из двух идентичных легких (L) цепей (мол. масса 23 ООО) и двух идентичных тяжелых (Н) цепей (мол. масса 53000—75000), образующих тетрамер (L^HJ при помощи дисульфидных связей (рис. 55.3). Каждая цепь может быть условно разделена на специфические домены или области, имеющие определенное структурное и функциональное значение. Половину легкой цепи, включающую карбоксильный конец, называют константной областью (CL), а N-концевую половину легкой цепи —вариабельной областью (VJ. Примерно четвертую часть тяжелой цепи, включающую N-конец, относят к вариабельной области Н-цепи (VH), остальные 3/4 ее длины—это константные области (Сн1, Сн2, Сн3). Участок иммуноглобулина, связывающийся со специфическим антигеном , формируется N-концевыми вариабельными областями легких и тяжелых цепей, т.е. VH и VL-доменами. Эти домены не являются просто линейными последовательностями аминокислот, они формируют глобулярные образования с вторичной и третичной структурой, обеспечивающие эффективное связывание со специфическими антигенами. Как показано на рис. 55.3, при ферментативном расщеплении молекулы иммуноглобулина папаином обра-
зуются два антиген-связывающих фрагмента (Fab) и один кристаллизуемый фрагмент (Fc). Участок молекулы, расположенный между Сн1- и Сн2-доменами, носит название шарнирной области.
Существуют два основных типа легких цепей — каппа (к) и лямбда (X), различающихся структурой в области CL (табл. 55.1). Индивидуальная молекула иммуноглобулина содержит либо две к-, либо две X-цепи, но никогда не содержит одновременно и к-, и Х-цепи. В состав иммуноглобулинов человека чаще входят к-цепи.
У человека обнаружено пять классов тяжелых (Н) цепей (табл. 55.1), различающихся Сн-областями. Эти классы обозначают греческими буквами у, а, ц, 5 и е; их мол. масса варьирует от 50000 до 75000 (табл. 55.1). |i- и Е-Цепи содержат по четыре константные области, в составе других цепей таких областей три. Тип тяжелой цепи определяет класс иммуноглобулина и, следовательно, его эффектор-ные функции. Имеется пять классов иммуноглобулинов: IgG, IgA, IgM, IgD и IgE. Как видно из табл. 55.1, несколько классов Н-цепей могут быть разделены на подклассы на основе небольших различий в Сн-областях.
Вариабельные области иммуноглобулинов, состоящие из VL- и Ун-доменов, весьма гетерогенны. Действительно, нет двух вариабельных областей (у разных индивидов), которые были бы идентичны по аминокислотной последовательности. Имеются, однако, сходные по структуре участки. Их можно разделить на три группы в зависимости от степени го-
Рис. 55.3. Упрощенная модель молекулы IgG антител человека: представлена четырехцепочечная основная структура и домены. V — вариабельная область; С—константная область; вертикальная стрелка—шарнирная область. Жирными линиями обозначены Н- и L-цепи; тонкими линиями—дисульфидные связи. (Modified and reproduced, with permission, from Stites D. P., Stobo J. D., Wells J.V. (eds.). Basic and Clinical Immunology, 6th ed. Appleton and Lange, 1987.)
мологии аминокислотной последовательности: VK-группа для к-цепей, V^ группа для Х-цепей и VH-группа для Н-цепей. При большем «разрешении» в каждой из этих трех групп можно выделить подгруппы. Итак, в структуре вариабельных областей имеется несколько относительно постоянных участков. При сравнении вариабельных областей различных легких или тяжелых цепей установлено, что среди относительно невариабельных районов (определяющих группы и подгруппы) встречаются гипервариабельные участки (рис. 55.4). В составе легких цепей таких участков три, тяжелые цепи имеют четыре гипервариабельных участка.
Константные области молекул иммуноглобулинов, особенно Си2 и Сн3 (а также Сн4 в IgM и IgE), образующие Fc-фрагмент, ответственны за эффек-торные функции иммуноглобулинов, специфические для данного класса (табл. 55.2). Некоторые иммуноглобулины, например IgG, существуют только в те-трамерной форме. Другие иммуноглобулины (IgA и IgM) могут формировать олнгомеры более высокого порядка, включающие два или три (IgA) или пять (IgM) тетрамеров (рис. 55.5).
Рис, 55-4. Схематическая модель молекулы IgG, показывающая примерное расположение гипервариабельных областей в тяжелых и легких цепях. (Modified and reproduced, with permission, from Stites D. P., Stobo J. D., Wells J. V. (eds.). Basic and Clinical Immunology, 6th ed. Appleton and
Lange. 1987.)
Рис- 55.5. Схематическое изображение полимерных молекул иммуноглобулинов человека. Полипептидные связи обозначены жирными линиями; межцепочечные дисульфидные связи—тонкими линиями. (Reproduced, with permission, from Sti-tes D. P., Stobo J.D., Wells J. V. (eds.). Basic and Clinical Immunology, 6th ed. Appleton and Lange, 1987.)
Тяжелые и легкие цепи синтезируются в виде отдельных молекул, и затем в В-клетках или плазматических клетках из них образуются зрелые иммуноглобулины, являющиеся (без исключения) гликопро-теинами (табл. 55.1).
Каждая лег кая цепь иммуноглобулина—это продукт по крайней мере трех отдельных структурных генов: гена вариабельной области (Vt), гена соединяющей области (J) (не имеющей отношения к J-цепи IgA или IgM) и гена константной области (CL). Каждая тяжелая цепь является продуктом по крайней мере четырех различных генов: гена вариабельной области (VH), гена разнообразия (D), гена соединяющей области (J) и гена константной области (Сн). Таким образом, классическая схема «один ген — один белок» в данном случае не применима. Молекулярные механизмы, ответственные за синтез отдельных цепей иммуноглобулинов несколькими структурными генами, обсуждаются в гл. 38 и 41.
Каждый индивид способен синтезировать антитела против примерно одного миллиона различных антигенов. Такое разнообразие антител определяется комбинациями различных структурных генов,
участвующих в образовании каждой из цепей иммуноглобулинов, а также высокой частотой соматических мутаций в генах VH и Уь-областей.
В большинстве иммунных ответных реакций антитела идентичной специфичности, но разных классов образуются в ответ на введение иммуногена (иммунизирующего антигена) в строго хронологическом порядке. Один тип антиген-специфичной легкой цепи иммуноглобулина может соединиться с антиген-специфичной |1-тяжелой цепью с образованием молекулы IgM. Позднее та же антиген-специфичная легкая цепь соединяется с у-тяжелой цепью, имеющей идентичную вариабельную Ун-область, с образованием молекулы иммуноглобулина IgG с антигенной специфичностью такой же, что и у молекул IgM. Далее та же легкая цепь может связаться с тяжелой а-цепью, содержащей идентичную VH. При этом образуется молекула IgA, у которой антигенная специфичность аналогична той, которую имела молекула IgG. Эти три класса иммуноглобулинов (IgM, IgG и IgA), синтезирующихся в ответ на один и тот же антиген, обладают идентичными вариабельными доменами в легких (VL) и тяжелых (Ун) це-
пях; их называют идиотипическими (идиотипы). О различных классах изотипов говорят в том случае, когда различные Сн-области комбинируются с одной и той же антиген-специфичной Ун-областью. В гл. 41 обсуждаются механизмы генетической регуляции, ответственной за переключение генов Сн-области.
Известны заболевания, при которых увеличивается продукция определенных классов или даже определенных молекул иммуноглобулинов. Например, именно так обстоит дело при возникновении кло-нальной опухоли плазматических клеток (так называемой миеломы). Напротив, при гипогаммаглобули-немии снижается синтез либо какого-то одного класса иммуноглобулинов (например, IgA или IgG), либо всех вместе (IgA, IgD, IgE, IgG, IgM). Почти во всех случаях изменения в уровне иммуноглобулинов обусловлены нарушением либо скорости синтеза этих молекул, либо их секреции. Причины таких изменений весьма многочисленны.
Коровкин с. 704, citat5_1/Korovkin
Белки, или протеины - это сложные органические вещества, которые являются высокомолекулярными полипептидами.
Белки плазмы крови
Из 9–10% сухого остатка плазмы крови на долю белков приходится
6,5–8,5%. Используя метод высаливания нейтральными солями, белки
плазмы крови можно разделить на три группы: альбумины, глобулины
и фибриноген. Нормальное содержание альбуминов в плазме крови состав-
ляет 40–50 г/л, глобулинов – 20–30 г/л, фибриногена – 2,4 г/л. Плазма кро-
ви, лишенная фибриногена, называется сывороткой.
Синтез белков плазмы крови осуществляется преимущественно в клет-
ках печени и ретикулоэндотелиальной системы. Физиологическая роль
белков плазмы крови многогранна.
1. Белки поддерживают коллоидно-осмотическое (онкотическое) давле-
ние и тем самым постоянный объем крови. Содержание белков в плазме
значительно выше, чем в тканевой жидкости. Белки, являясь коллоидами,
связывают воду и задерживают ее, не позволяя выходить из кровяного
русла. Несмотря на то что онкотическое давление составляет лишь неболь-
шую часть (около 0,5%) от общего осмотического давления, именно оно
обусловливает преобладание осмотического давления крови над осмотиче-
ским давлением тканевой жидкости. Известно, что в артериальной части
капилляров в результате гидростатического давления безбелковая жидкость
крови проникает в тканевое пространство. Это происходит до определен-
ного момента – «поворотного», когда падающее гидростатическое давление
становится равным коллоидно-осмотическому. После «поворотного» мо-
мента в венозной части капилляров происходит обратный ток жидкости из
ткани, так как гидростатическое давление стало меньше, чем коллоидно-
осмотическое. При иных условиях в результате гидростатического давления
в кровеносной системе вода просачивалась бы в ткани, что вызвало бы отек
различных органов и подкожной клетчатки.
2. Белки плазмы принимают активное участие в свертывании крови. Ряд
белков, в том числе фибриноген, являются основными компонентами
системы свертывания крови.
3. Белки плазмы в известной мере определяют вязкость крови, которая,
как отмечалось, в 4–5 раз выше вязкости воды и играет важную роль
в поддержании гемодинамических отношений в кровеносной системе.
4. Белки плазмы принимают участие в поддержании постоянного рН
крови, так как составляют одну из важнейших буферных систем крови.
5. Важна также транспортная функция белков плазмы крови: соединяясь
с рядом веществ (холестерин, билирубин и др.), а также с лекарственными
средствами (пенициллин, салицилаты и др.), они переносят их к тканям.
6. Белки плазмы играют важную роль в процессах иммунитета (особен-
но это касается иммуноглобулинов).
7. В результате образования с белками плазмы недиализируемых комп-
лексов поддерживается уровень катионов в крови. Например, 40–50%
кальция сыворотки связано с белками, значительная часть железа, магния,
меди и других элементов также связана с белками сыворотки.
8. Наконец, белки плазмы крови могут служить резервом аминокислот.
Современные физико-химические методы позволили открыть и описать
около 100 различных белковых компонентов плазмы крови. Особое значе-
ние приобрело электрофоретическое разделение белков плазмы (сыворотки)
крови.
В сыворотке крови здорового человека при электрофорезе на бумаге
можно обнаружить 5 фракций: альбумины, ?1-, ?2-, ?-, ?-глобулины. Методом электрофореза
в агаровом геле в сыворотке крови выделяют 7–
8 фракций, а при электрофорезе в крахмальном или полиакриламидном геле – до 16–17
фракций. Следует помнить, что терминология белковых фракций, получаемых при различных видах
электрофореза, еще окончатель- но не установилась. При изменении условий электрофореза, а также
при электрофорезе в различных средах (например, в крахмальном или полиак- риламидном геле)
скорость миграции и, следовательно, порядок белковых зон могут меняться.
Еще большее число белковых фракций (свыше 30) можно получить методом
иммуноэлектрофореза (рис. 17.1). Этот метод представляет собой
своеобразную комбинацию электрофоретического и иммунологического методов анализа белков.
Иными словами, термин «иммуноэлектрофорез» подразумевает проведение электрофореза и реакции
преципитации в одной среде, т.е. непосредственно на гелевом блоке. При данном методе
с по- мощью серологической реакции преципитации достигается значительное
повышение аналитической чувстительности электрофоретического метода.
Глобулины.
Сывороточные глобулины при высаливании нейтральными солями можно разделить на 2
фракции – эуглобулины и псевдоглобулины. Фракция эуглобулинов в основном состоит из
?-глобулинов, а фракция псевдоглобулинов включает ?-, ?- и ?-глобулины, которые при электро-
форезе, особенно в крахмальном или полиакриламидном геле, способны разделяться на ряд
подфракций. ?- и ?-Глобулиновые фракции содержат липопротеины, а также белки, связанные с
металлами. Большая часть антител, содержащихся в сыворотке, находится во фракции ?-глобулинов.
При снижении уровня белков этой фракции резко понижаются защитные силы организма.
Иммуноглобулины , или антитела *, синтезируются В-лимфоцитами или образующимися из них
плазматическими клетками. Известно 5 классов иммуноглобулинов: IgG, IgA, IgM, IgD и IgE, при
этом IgG, IgA и IgM – основные классы; IgD и IgE – минорные классы иммуноглобулинов плазмы
человека. Молекула иммуноглобулина состоит из двух идентичных пар полипептидных цепей. Каждая
пара в свою очередь состоит из двух разных цепей: легкой (L) и тяжелой (Н). Иными
словами, молекула иммуноглобу- линов состоит из двух легких (L) цепей (мол. масса 23000)
и двух тяжелых (Н) цепей (мол. масса 53000–75000), образующих тетрамер (L2H2) при помощи
дисульфидных связей (рис. 17.2). Каждая цепь разделена (может быть, несколько условно) на
специфические домены, или участки, имеющие определенное структурное и функциональное значение.
Половину легкой цепи, включающую карбоксильный конец, называют константной областью (CL), a
N-концевую половину легкой цепи – вариабельной областью (VL).
* Существует мнение, что не все иммуноглобулины являются антителами [Уайт А. и др.,
1981], т.е. термин «иммуноглобулины» относится не только к нормальным классам антител, но и, в
частности, к большому числу «патологических» белков, обычно называемых миелом- ными белками.
но и, в частнос
ными белками.
Примерно четвертую часть тяжелой цепи, включающую N-конец, относят
к вариабельной области Н-цепи (VH), остальная часть ее – это константные области (СН1, СН2,
СН3). Участок иммуноглобулина, связывающийся со специфическим антигеном, формируется N-концевыми
вариабельными об- ластями легких и тяжелых цепей, т.е. VH - и УL-доменами. У высших
позвоночных имеются все 5 классов антител (IgA, IgD, IgE, IgG и IgM), каждый со своим
классом Н-цепей: ?, ?, ?, ? и ? соответственно. Молекулы IgA содержат ?-цепи, молекулы IgG –
?-цепи и т.д. Кроме того, имеется ряд подклассов иммуноглобулинов IgG и IgA. Например, у человека
существует
4 подкласса IgG: IgG1, IgG2, IgG3 и IgG4, содержащих тяжелые цепи ?1, ?2, ?3 и ?4
соответственно. Разные Н-цепи придают шарнирным участкам и «хвостовым» областям антител
различную конформацию и определяют характерные свойства каждого класса и подкласса (подробнее
см. руковод- ства по иммунологии).
В клинической практике встречаются состояния, характеризующиеся изменением как общего количества
белков плазмы крови, так и процент- ного соотношения отдельных белковых фракций.
Гиперпротеинемия – увеличение общего содержания белков плазмы.
Диарея у детей, рвота при непроходимости верхнего отдела тонкой кишки, обширные ожоги могут
способствовать повышению концентрации белков в плазме крови. Иными словами, потеря воды
организмом, а следователь- но, и плазмой приводит к повышению концентрации белка в крови
(относительная гиперпротеинемия).
При ряде патологических состояний может наблюдаться абсолютная гиперпротеинемия, обусловленная
увеличением уровня ?-глобулинов: на-
пример, гиперпротеинемия в результате инфекционного или токсического раздражения системы
макрофагов; гиперпротеинемия при миеломной бо- лезни. В сыворотке крови больных миеломной
болезнью обнаруживаются специфические «миеломные» белки. Появление в плазме крови белков, не
существующих в нормальных условиях, принято называть парапротеине- мией. Нередко при этом
заболевании содержание белков в плазме достигает
100–160 г/л.
Иногда при миеломной болезни аномальные белки плазмы преодолева-
ют почечный барьер и появляются в моче. Эти белки, представляющие
собой легкие цепи иммуноглобулинов, получили название белков Бенс-
Джонса. Явления парапротеинемии можно наблюдать и при макроглобу-
линемии Вальденстрема. Для болезни Вальденстрема характерно появле- ние в плазме крови
белков с большой молекулярной массой (1000000–
1600000); содержание макроглобулинов может достигать 80% от общего
количества белка, составляющего в этом случае 150–160 г/л.
Гипопротеинемия, или уменьшение общего количества белка в плазме
крови, наблюдается главным образом при снижении уровня альбуминов.
Выраженная гипопротеинемия – постоянный и патогенетически важный
симптом нефротического синдрома. Содержание общего белка снижается до 30–40 г/л.
Гипопротеинемия наблюдается также при поражении печеноч- ных клеток (острая атрофия печени,
токсический гепатит и др.). Кроме того, гипопротеинемия может возникнуть при резко увеличенной
проницаемости стенок капилляров, при белковой недостаточности (поражение пищевари- тельного
тракта, карцинома и др.). Следовательно, можно считать, что гиперпротеинемия, как правило, связана
с гиперглобулинемией, а гипопро- теинемия–с гипоальбуминемией.
При многих заболеваниях очень часто изменяется процентное соотноше-
ние отдельных белковых фракций, хотя общее содержание белка в сыворот-
572
ке крови остается в пределах нормы. Такое состояние носит название
«диспротеинемия». На рис. 17.3 схематично представлен характер измене-
ния белковых фракций сыворотки крови при ряде заболеваний без учета
формы и стадии болезни.
В течении многих болезней, связанных с общим воспалением (инфек- ционные заболевания, ревматизм и
т.д.), отмечается несколько стадий, что, несомненно, сказывается и на белковом спектре крови.
Как отмечалось, ?- и ?-глобулиновые фракции белков сыворотки крови содержат липопротеины и
гликопротеины. В состав углеводной части
гликопротеинов крови входят в основном следующие моносахариды и их
производные: галактоза, манноза, рамноза, глюкозамин, галактозамин, нейраминовая кислота и ее
производные (сиаловые кислоты). Соотношение этих углеводных компонентов в отдельных
гликопротеинах сыворотки крови различно. Чаще всего в осуществлении связи между
белковой и углеводной частями молекулы гликопротеинов принимают участие аспа-
рагиновая кислота (ее карбоксил) и глюкозамин. Несколько реже встреча- ется связь между
гидроксилом треонина или серина и гексозаминами или гексозами.
Нейраминовая кислота и ее производные (сиаловые кислоты) – наиболее лабильные и активные
компоненты гликопротеинов. Они занимают конеч- ное положение в углеводной цепочке
молекулы гликопротеинов и во многом определяют свойства данного гликопротеина.
Гликопротеины имеются почти во всех белковых фракциях сыворотки крови. При электрофорезе на
бумаге гликопротеины в большом количестве выявляются в ?1- и ?2-фракциях глобулинов.
Гликопротеины, связанные с ?-глобулиновыми фракциями, содержат небольшое количество фруктозы, а
гликопротеины, выявляемые в составе ?- и особенно ?-глобулиновых фракций, содержат фруктозу в
значительном количестве.
Повышенное содержание гликопротеинов в плазме или сыворотке крови наблюдается при туберкулезе,
плевритах, пневмониях, остром ревматизме, гломерулонефритах, нефротическом синдроме, диабете,
инфаркте миокар-
573
да, подагре, а также при остром и хроническом лейкозах, миеломе,
лимфосаркоме и некоторых других болезнях. У больного ревматизмом
увеличение содержания гликопротеинов в сыворотке соответствует тяжести
заболевания. Это объясняется, по мнению ряда исследователей, деполиме-
ризацией основного вещества соединительной ткани, что приводит к по- ступлению гликопротеинов в
кровь.
Липопротеины плазмы крови
Липопротеины – это высокомолекулярные водорастворимые частицы, пред- ставляющие собой комплекс
белков и липидов. В этом комплексе белки вместе с полярными липидами формируют
поверхностный гидрофильный слой, окружающий и защищающий внутреннюю гидрофобную липидную
сферу от водной среды и обеспечивающий транспорт липидов в кровяном русле и их доставку в
органы и ткани.
Плазменные липопротеины (ЛП) – это сложные комплексные соедине- ния, имеющие характерное
строение: внутри липопротеиновой частицы находится жировая капля (ядро), содержащая
неполярные липиды (три-
глицериды, эстерифицированный холестерин); жировая капля окружена оболочкой, в состав которой
входят фосфолипиды, белок и свободный холестерин. Толщина наружной оболочки липопротеиновой частицы
(ЛП- частица) составляет 2,1–2,2 нм, что соответствует половине толщины ли- пидного бислоя
клеточных мембран. Это позволило сделать заключение, что в плазменных липопротеинах
наружная оболочка в отличие от клеточ- ных мембран содержит липидный монослой. Фосфолипиды, а
также неэсте- рифицированный холестерин (НЭХС) расположены в наружной оболочке таким образом, что
полярные группы фиксированы наружу, а гидрофобные жирно-кислотные «хвосты» – внутрь частицы,
причем какая-то часть этих
«хвостов» даже погружена в липидное ядро. По всей вероятности, наружная
оболочка липопротеинов представляет собой не гомогенный слой, а мо-
заичную поверхность с выступающими участками белка. Существует много
различных схем строения ЛП-частицы. Предполагают, что входящие в ее состав белки занимают
только часть наружной оболочки. Допускается, что часть белковой молекулы погружена в ЛП-частицу
глубже, чем толщина ее наружной оболочки (рис. 17.4). Итак, плазменные ЛП представляют собой
сложные надмолекулярные комплексы, в которых химические связи между компонентами комплекса носят
нековалентный характер. Поэтому при- менительно к ним вместо слова «молекула» употребляют
выражение «час-
тица».
Классификация липопротеинов. Существует несколько классификаций
ЛП, основанных на различиях в их свойствах: гидратированной плотности,
скорости флотации, электрофоретической подвижности, а также на разли- чиях в апопротеиновом
составе частиц.
Наибольшее распространение получила классификация, основанная на поведении отдельных ЛП в
гравитационном поле в процессе ультрацентри- фугирования. Применяя набор солевых плотностей,
можно изолировать отдельные фракции ЛП: хиломикроны (ХМ) – самые легкие частицы, затем
липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), липопротеины низкой плотности (ЛПНП) и
липопротеины высокой плотности (ЛПВП).
Различная электрофоретическая подвижность по отношению к глобули- нам плазмы крови положена в
основу другой классификации ЛП, согласно которой различают ХМ (остаются на старте подобно
?-глобулинам), ?-ЛП, пре-?-ЛП и ?-ЛП, занимающие положение ?-, ?1- и ?2-глобулинов соответ-
574
ственно. Электрофоретическая подвижность фракций ЛП, выделенных пу-
тем ультрацентрифугирования, соответствует подвижности отдельных гло-
булинов, поэтому иногда используют двойное их обозначение: ЛПОНП
и пре-?-ЛП, ЛПНП и ?-ЛП, ЛПВП и ?-ЛП (рис. 17.5). Следует помнить, что изолированные
различными методами ЛП не являются полностью идентичными, поэтому рекомендуется использовать
терминологию, соот- ветствующую методу выделения.
Аполипопротеины (апобелки, апо) входят в состав липопротеинов. Это один белок либо
несколько белков, или полипептидов, которые называют апобелками (сокращенно апо). Эти белки
обозначают буквами латинского алфавита (А, В, С). Так, два главных апобелка ЛПВП
обозначаются A-I и А-II. Основным апобелком ЛПНП является апобелок В, он входит также
в состав ЛПОНП и хиломикронов. Апобелки C-I, С-II и C-III представляют собой небольшие
полипептиды, которые могут свободно переходить от одного липопротеина к другому. Помимо
апобелков А, В и С, в липопро- теинах плазмы крови идентифицировано еще несколько апобелков.
Одним из них является выделенный из ЛПОНП апобелок Е, на его долю приходит- ся 5–10% от общего
количества апобелков ЛПОНП.
Рис. 17.5. Шлирен-профиль липопротеинов плазмы крови человека при аналитиче- ском
ультрацентрифугировании (по А.Н . Климову и Н.Г. Никульчевой, 1995).
575
Апобелки выполняют не только структурную функцию, но и обеспечи-
вают активное участие комплексов ЛП в транспорте липидов в токе крови
от мест их синтеза к клеткам периферических тканей, а также обратный
транспорт холестерина в печень для дальнейших метаболических превра-
щений. Апобелки выполняют функцию лигандов во взаимодействии ЛП со
специфическими рецепторами на клеточных мембранах, регулируя тем
самым гомеостаз холестерина в клетках и в организме в целом. Не меньшее
значение имеет также регуляция апобелками активности ряда основных ферментов липидного обмена:
лецитин-холестеролацилтрансферазы, липопротеинлипазы, печеночной триглицеридлипазы. Структура и
концент- рация в плазме крови каждого апобелка находится под генетическим контролем, в то
время как содержание липидов в большей степени подвер- жено влиянию диетических и других
факторов.
Дислипопротеинемией (ДЛП) называют изменения в содержании липо- протеинов в плазме (сыворотке)
крови: повышение, снижение или практи-
чески полное отсутствие. Сюда же относят случаи появления в крови необычных или
патологических ЛП. Таким образом, понятие «дислипопро- теинемия» охватывает все разновидности
изменения уровня ЛП в крови.
Более узким является термин «гиперлипопротеинемия» (ГЛП), отражаю- щий увеличение
какого-то класса или классов ЛП в крови. Первой и весьма успешной попыткой систематизации
отклонений от нормы в липопротеид- ном спектре крови явилась классификация типов ГЛП,
разработанная D. Fredrickson и соавт. и одобренная экспертами ВОЗ. Согласно варианту ВОЗ,
различают следующие типы ГЛП.
Ти п I – гиперхиломикронемия . Основные изменения в липопротеи- нограмме следующие: высокое
содержание ХМ, нормальное или слегка повышенное содержание ЛПОНП; резко повышенный уровень
триглицери- дов в сыворотке крови. Клинически это состояние проявляется ксантома- тозом.
Ти п II делят на два подтипа: тип IIа – гипер-?-липопротеинемия с ха- рактерным высоким
содержанием в крови ЛПНП и тип IIб – гипер-?-липо- протеинемия с высоким содержанием одновременно
двух классов липопро-
теинов (ЛПНП, ЛПОНП). При типе II отмечается высокое, а в некоторых
случаях очень высокое содержание холестерина в плазме крови. Уровень триглицеридов в крови может
быть либо нормальным (типа IIа), либо повышенным (тип IIб). Клинически проявляется
атеросклеротическими нарушениями, нередко развивается ишемическая болезнь сердца (ИБС).
Ти п III – дис- ?- липопротеинемия . В сыворотке крови появляются
липопротеины с необычно высоким содержанием холестерина и высокой электрофоретической
подвижностью («флотирующие» ?-липопротеины). Они накапливаются в крови вследствие
нарушения превращения ЛПОНП в ЛПНП. Этот тип ГЛП часто сочетается с различными
проявлениями
атеросклероза, в том числе с ИБС и поражением сосудов ног.
Ти п I V – гиперпре- ?- липопротеинемия . Характерны повышение
уровня ЛПОНП, нормальное содержание ЛПНП, отсутствие ХМ; увеличе- ние уровня триглицеридов
при нормальном или слегка повышенном уровне холестерина. Клинически этот тип сочетается с
диабетом, ожирением, ИБС.
Ти п V – гиперпре- ?- липопротеинеми я и гиперхиломикроне -
мия . Наблюдаются повышение уровня ЛПОНП, наличие ХМ. Клинически проявляется ксантоматозом,
иногда сочетается со скрытым диабетом.
Ишемической болезни сердца при данном типе ГЛП не наблюдается.
Несомненным достоинством данной классификации является то, что она
выделила связь нарушений обмена ЛП с развитием атеросклероза, благо-
576
даря чему не утратила своего значения и в настоящее время. Однако эта
классификация не охватывает все возможные варианты отклонений от
нормы в содержании липидов и ЛП в плазме крови. В частности, она не
учитывает изменения концентрации ЛПВП, пониженное содержание кото- рых является независимым
фактором риска развития атеросклероза и ИБС, а повышенное, наоборот, выполняет роль
антириск-фактора.
Исследования, проведенные во многих странах мира, показали, что
у больных ИБС содержание ?-липопротеинового холестерина ниже, чем у лиц без признаков ИБС.
Холестерин ЛПВП как «предсказатель» ИБС оказался в 8 раз чувствительнее, чем
холестерин ЛПНП. Предложено в качестве «предсказателя» рассчитывать так называемый
холестериновый коэффициент атерогенности (К), представляющий собой отношение уровня холестерина
ЛПНП и ЛПОНП к содержанию холестерина ЛПВП:
В клинике очень удобно рассчитывать этот коэффициент на основании определения уровня общего
холестерина и холестерина ЛПВП:
Чем выше этот коэффициент (у здоровых лиц он не превышает 3), тем
выше опасность развития (и наличия) ИБС.
Отдельные наиболее изученные и интересные в клиническом
отношении белки плазмы
Гаптоглобин входит в состав глобулиновой фракции. Этот белок обладает способностью
соединяться с гемоглобином. Образовавшийся гаптоглобин– гемоглобиновый комплекс может поглощаться
системой макрофагов, при этом предупреждается потеря железа, входящего в состав гемоглобина как
при физиологическом, так и при патологическом его освобождении из эритроцитов. Методом
электрофореза выявлены 3 группы гаптоглобинов: Нр 1–1, Нр 2–1 и Нр 2–2. Установлено, что
имеется связь между наследованием типов гаптоглобинов и резус-антителами.
Ингибиторы трипсина обнаруживаются при электрофорезе белков плаз-
мы крови в зоне ?1- и ?2-глобулинов; они способны ингибировать трипсин и другие
протеолитические ферменты. В норме содержание этих белков составляет 2,0–2,5 г/л, но при
воспалительных процессах в организме, беременности и ряде других состояний содержание
белков-ингибиторов протеолитических ферментов увеличивается.
Трансферрин относится к ?-глобулинам и обладает способностью соеди- няться с железом. Комплекс
трансферрина с железом окрашен в оранжевый цвет. В этом комплексе железо находится в
трехвалентной форме. Концент- рация трансферрина в сыворотке крови составляет около
200–400 мг% (23–45 мкмоль/л). В норме только 1/3 трансферрина насыщена железом.
молекул сиаловых кислот, связанных с белком. Обнаружение разных типов
трансферринов связывают с наследственными особенностями.
Церулоплазмин имеет голубоватый цвет, обусловленный наличием в его составе 0,32% меди;
обладает слабой каталитической активностью, окисляя
аскорбиновую кислоту, адреналин, диоксифенилаланин и некоторые другие соединения. Концентрация
церулоплазмина в сыворотке крови в норме
25–43 мг% (1,7–2,9 мкмоль/л). При гепатоцеребральной дистрофии (бо- лезнь
Вильсона–Коновалова) содержание церулоплазмина в сыворотке крови значительно снижено, а
концентрация меди в моче высокая. Сниже- ние уровня церулоплазмина отмечается также при
мальабсорбции, нефрозе, дефиците меди, возникающем при парентеральном питании.
Содержание церулоплазмина повышено при беременности, гипертирео- зе, инфекции, апластической
анемии, остром лейкозе, лимфогранулематозе, циррозе печени.
Электрофоретическими методами установлено наличие 4 изоферментов церулоплазмина. В норме в
сыворотке крови взрослых людей обнаружива- ется 2 изофермента, которые заметно различаются по
своей подвижности при электрофорезе в ацетатном буфере при рН 5,5. В сыворотке новорож-
денных также были выявлены 2 фракции, имеющие большую электрофоре- тическую подвижность, чем
изоферменты церулоплазмина взрослого чело- века. Следует отметить, что по своей
электрофоретической подвижности изоферментный спектр церулоплазмина в сыворотке крови при болезни
Вильсона–Коновалова сходен с изоферментным спектром новорожденных.
С-реактивный белок получил свое название в результате способности вступать в реакцию
преципитации с С-полисахаридом пневмококков. В сы- воротке крови здорового организма С-реактивный
белок отсутствует, но обнаруживается при многих патологических состояниях, сопровождающих- ся
воспалением и некрозом тканей.
Появляется С-реактивный белок в острый период болезни, поэтому его иногда называют белком
«острой фазы». С переходом в хроническую фазу заболевания С-реактивный белок исчезает из крови
и снова появляется при обострении процесса. При электрофорезе белок перемещается вместе с ?2-
глобулинами.
Криоглобулин в сыворотке крови здоровых людей также отсутствует и появляется в ней при
патологических состояниях. Отличительное свойство
этого белка – способность выпадать в осадок или желатинизироваться при температуре ниже
37°С. При электрофорезе Криоглобулин чаще всего передвигается вместе с ?-глобулинами.
Криоглобулин можно обнаружить в сыворотке крови при миеломе, нефрозе, циррозе печени, ревматизме,
лимфосаркоме, лейкозах и других заболеваниях.
В настоящее время установлено, что один из криоглобулинов идентичен
белку фибронектину, связанному с поверхностью фибробластов. Последний был выделен как в
мономерной (мол. масса 220000), так и в димерной формах. Данный белок широко
распространен в соединительной ткани.
Интерферон – специфический белок, синтезируемый в клетках организма в ответ на воздействие
вирусов. Этот белок обладает способностью угнетать размножение вирусов в клетках, но
не разрушает уже имеющиеся вирусные частицы. Образовавшийся в клетках интерферон легко
выходит
в кровяное русло и оттуда проникает в ткани и клетки. Интерферон обладает
специфичностью, хотя и не абсолютной. Например, интерферон обезьян угнетает размножение вируса в
культуре клеток человека. Защитное действие интерферона в значительной степени зависит
от соотношения между скоростями распространения вируса и интерферона в крови и тканях.
578
Ферменты плазмы (сыворотки) крови
Ферменты, которые обнаруживаются в норме в плазме или сыворотке крови, условно можно
разделить на 3 группы: секреторные, индикаторные и экскреторные. Секреторные ферменты, синтезируясь
в печени, в норме выделяются в плазму крови, где играют определенную физиологическую роль.
Типичными представителями данной группы являются ферменты, участвующие в процессе свертывания
крови, и сывороточная холинэстераза. Индикаторные (клеточные) ферменты попадают в кровь из тканей,
где они выполняют определенные внутриклеточные функции. Один из них находит- ся главным
образом в цитозоле клетки (ЛДГ, альдолаза), другие – в мито- хондриях
(глутаматдегидрогеназа), третьи – в лизосомах (?-глюкуронидаза, кислая фосфатаза) и т.д.
Большая часть индикаторных ферментов в сыво- ротке крови определяется в норме лишь в следовых
количествах. При поражении тех или иных тканей ферменты из клеток «вымываются» в
кровь; их активность в сыворотке резко возрастает, являясь индикатором степени и глубины
повреждения этих тканей.
Экскреторные ферменты синтезируются главным образом в печени (лейцинаминопептидаза, щелочная
фосфатаза и др.). В физиологических условиях эти ферменты в основном выделяются с
желчью. Еще не пол- ностью выяснены механизмы, регулирующие поступление данных фер-
ментов в желчные капилляры. При многих патологических процессах выделение экскреторных
ферментов с желчью нарушается, а активность в плазме крови повышается.
Особый интерес для клиники представляет исследование активности индикаторных ферментов в
сыворотке крови, так как по появлению в плазме или сыворотке крови ряда тканевых
ферментов в повышенных количествах можно судить о функциональном состоянии и поражении различных
органов (например, печени, сердечной и скелетной мускулату- ры). При остром инфаркте
миокарда особенно важно исследовать актив- ность креатинкиназы, АсАТ, ЛДГ и
оксибутиратдегидрогеназы.
При заболеваниях печени, в частности при вирусном гепатите (болезнь Боткина), в сыворотке крови
значительно увеличивается активность АлАТ и АсАТ, сорбитолдегидрогеназы, глутаматдегидрогеназы
и некоторых других ферментов. Большинство ферментов, содержащихся в печени, при- сутствуют и в
других органах тканей. Однако известны ферменты, которые
более или менее специфичны для печеночной ткани. К таким ферментам, в частности, относится
?-глутамилтранспептидаза, или ?-глутамилтрансфе-
раза (ГГТ). Данный фермент – высокочувствительный индикатор при забо- леваниях печени.
Повышение активности ГГТ отмечается при остром
инфекционном или токсическом гепатите, циррозе печени, внутрипеченоч- ной или внепеченочной
закупорке желчных путей, первичном или метаста- тическом опухолевом поражении печени, алкогольном
поражении печени. Иногда повышение активности ГГТ наблюдается при застойной сердечной
недостаточности, редко – после инфаркта миокарда, при панкреатитах, опу- холях поджелудочной
железы.
Органоспецифическими ферментами для печени считаются также гистида- за, сорбитолдегидрогеназа,
аргиназа и орнитинкарбамоилтрансфераза. Из- менение активности этих ферментов в сыворотке
крови свидетельствует о поражении печеночной ткани.
В настоящее время особо важным лабораторным тестом стало исследо- вание активности
изоферментов в сыворотке крови, в частности изофермен- тов ЛДГ. Известно, что в сердечной
мышце наибольшей активностью
579
обладают изоферменты ЛДГ1
о
и ЛДГ2
,
ь
а в ткани печени – ЛДГ4
о
и ЛДГ5
(см.
главу 10). Установлено, чт у бол ных с острым инфаркт м миокарда в сыворотке
крови резко повышается активность изоферментов ЛДГ1 и отчасти ЛДГ2.
Изоферментный спектр ЛДГ в сыворотке крови при инфаркте миокарда напоминает
изоферментный спектр сердечной мышцы. Напротив, при паренхиматозном гепатите в сыворотке крови
значительно возрастает активность изоферментов ЛДГ4 и ЛДГ5 и уменьшается актив- ность
ЛДГ1 и ЛДГ2.
Диагностическое значение имеет также исследование активности изофер-
ментов креатинкиназы в сыворотке крови. Существуют по крайней мере
3 изофермента креатинкиназы: ВВ, ММ и MB. В мозговой ткани в основ- ном присутствует
изофермент ВВ (от англ. brain – мозг), в скелетной
мускулатуре – ММ-форма (от англ. muscle – мышца). Сердце содержит гиб- ридную МВ-форму, а
также ММ-форму. Изоферменты креатинкиназы особенно важно исследовать при остром
инфаркте миокарда, так как МВ-форма в значительном количестве содержится практически
только в сердечной мышце. Повышение активности МВ-формы в сыворотке крови свидетельствует о
поражении именно сердечной мышцы.
Возрастание активности ферментов сыворотки крови при многих пато- логических процессах
объясняется прежде всего двумя причинами: 1) выхо- дом в кровяное русло ферментов из
поврежденных участков органов или тканей на фоне продолжающегося их биосинтеза в
поврежденных тканях;
2) одновременным повышением каталитической активности некоторых
ферментов, переходящих в кровь. Возможно, что повышение активности ферментов при «поломке»
механизмов внутриклеточной регуляции обмена
веществ связано с прекращением действия соответствующих регуляторов и ингибиторов
ферментов, изменением под влиянием различных факторов
строения и структуры макромолекул ферментов.
Следовательно, имеется определенный резерв трансферрина, способного связывать железо. Трансферрин
у различных людей может принадлежать к разным типам. Выявлено 19 типов трансферринов,
различающихся по величине заряда белковой молекулы, ее аминокислотному составу и числу
577
Литература. Иллюстрации. References. Illustrations
Щелкни здесь и получи доступ в библиотеку сайта! Click here and receive access to the reference library!
- Дерябина Г.И., Соловов А.В. и др. Органическая химия. Кафедра органической химии Самарского госуниверситета.
Тщательно разработанный и хорошо иллюстрированный учебник для средней школы. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://cnit.ssau.ru/organics/ quotation
- Молекулярно-биологические базы данных. Институт математических проблем биологии РАН, 2001.
Названия, адреса наиболее известных баз данных. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.jcbi.ru/baza/prot.shtml quotation
- Baggott J., Dennis S.E Medical Biochemistry = Медицинская биохимия.
Тщательно разработанные и хорошо иллюстрированные учебные материалы. Литература. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www-medlib.med.utah.edu/NetBiochem/titles.htm quotation
- Hettiarachchy N.S., Sato K.,, Marshall M.R., Kannan A., Eds. Bioactive Food Proteins and Peptides: Applications in Human Health = Биоактивные пищевые белки и пептиды. CRC, 2011, 348 p.
Учебные материалы. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Gilbert S. Omenn G.S., Menon R., Adamski M., Blackwell T., Haab B.B. The Human Plasma and Serum Proteome = Протеом плазмы крови и сыворотки человека, In: Thongboonkerd V., Ed. Proteomics of Human Body Fluids. Principles, Methods, and Applications. Humana Press 2007, 536 p.
Учебное пособие. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- King M.W. Medical Biochemistry = Медицинская биохимия . Terre Haute Center for Medical Education.
Тщательно разработанное и хорошо иллюстрированное учебное руководство. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://web.indstate.edu/thcme/mwking/subjects.html quotation
- Knut & Alice Wallenberg foundation. The Human Protein Atlas = Атлас белков человека. Knut & Alice Wallenberg foundation. Научный проект. Сайт.
Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.proteinatlas.org/search/blood+proteins quotation
- Murray R.K., Granner D.K., Mayes P.A., Rodwell V.W. Harper's Illustrated Biochemistry, 26th ed., 2003, 703 p.
Иллюстрированная биохимия. 2003, 703 с. Тщательно разработанное и хорошо иллюстрированное руководство. Перевод на русский язык см. выше. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Schaller J., Gerber S., Kaempfer U., Lejon S., Trachsel Ch. Human Blood Plasma Proteins: Structure and Function = Протеины плазмы крови человека: структура и функции. Wiley, 2008, 525 p. Иллюстрированное учебное пособие.
Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- The Human Proteome Project = Протеом человека. 2012. Протеом человека — международный научный проект, направленный на идентификацию всех белков человека. Сайт.
Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.thehpp.org/status.php quotation
- Thongboonkerd V., Ed. Proteomics of Human Body Fluids. Principles, Methods, and ApplicationsThe Human Plasma and Serum Proteome = Протеом жидкостей тела человека. Humana Press 2007, 536 p.
Учебное пособие. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Twyman R. Principles of Proteomics = Принципы протеомики. Bios Scientific Pub Ltd, 2004, 400 p.
Учебное пособие. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Von Worthington. Worthington Enzyme Manual. Enzymes and Related Biochemicals.
Ферменты и другие вопросы биохимии. Тщательно разработанные и хорошо иллюстрированные справочные материалы. Литература. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.worthington-biochem.com/index/manual.html quotation
Литература. Иллюстрации. References. Illustrations
Щелкни здесь и получи доступ в библиотеку сайта! Click here and receive access to the reference library!
- Воробьев А.И., ред. Руководство по гематологии. Двухтомник. М., Медицина, 1985, 780 с.
Иллюстрированный справочник, том 1. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Воробьев А.И., ред. Руководство по гематологии. Двухтомник. М., Медицина, 1985, 780 с.
Иллюстрированный справочник, том 2. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Дерябина Г.И., Соловов А.В. и др. Органическая химия. Кафедра органической химии Самарского госуниверситета.
Тщательно разработанный и хорошо иллюстрированный учебник для средней школы. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://cnit.ssau.ru/organics/ quotation
- Мари Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека. Пер. с англ., т. 1-2, М.: Мир, 1993, т. 1, 384 с. Murrey R.K., Granner D.K., Mayes P.A., Rodwell V.W. Harper's Biochemistry, Twenty-first Edition, Appleton & Lange, 1988. См. последнее издание ниже: Murray R.K., Granner D.K., Mayes P.A., Rodwell V.W. Harper's Illustrated Biochemistry, 26th ed., 2003, 693 p.
Тщательно разработанное и хорошо иллюстрированное учебное руководство. Доступ к данному источнику = Access to the reference. Файл в формате DJVU. Просмотр в Internet Explorer. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Мари Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека. Пер. с англ., т. 1-2, М.: Мир, 1993, т. 2, 415 с. Murrey R.K., Granner D.K., Mayes P.A., Rodwell V.W. Harper's Biochemistry, Twenty-first Edition, Appleton & Lange, 1988.
Тщательно разработанное и хорошо иллюстрированное учебное руководство. Доступ к данному источнику = Access to the reference. Файл в формате DJVU. Просмотр в Internet Explorer. URL: http://lib.prometey.org/?id=14150 quotation
- Молекулярно-биологические базы данных. Институт математических проблем биологии РАН, 2001.
Названия, адреса наиболее известных баз данных. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.jcbi.ru/baza/prot.shtml quotation
- Anderson N.L., and Anderson N.G. The Human Plasma Proteome. History, Character, and Diagnostic Prospects = Протеом плазмы крови человека. История. Характер и диагностические перспективы. Molecular & Cellular Proteomics, 2002, 1, 845-867. Обзор.
Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Baggott J., Dennis S.E Medical Biochemistry = Медицинская биохимия.
Тщательно разработанные и хорошо иллюстрированные учебные материалы. Литература. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www-medlib.med.utah.edu/NetBiochem/titles.htm quotation
- Gilbert S. Omenn G.S., Menon R., Adamski M., Blackwell T., Haab B.B. The Human Plasma and Serum Proteome = Протеом плазмы крови и сыворотки человека, In: Thongboonkerd V., Ed. Proteomics of Human Body Fluids. Principles, Methods, and Applications. Humana Press 2007, 536 p.
Учебное пособие. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Haeberli A., Ed. Human Protein Data = Протеины человека. Данные. Wiley, 1998, 918 p.
Иллюстрированный справочник. 314 белков человека. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Hettiarachchy N.S., Sato K.,, Marshall M.R., Kannan A., Eds. Bioactive Food Proteins and Peptides: Applications in Human Health = Биоактивные пищевые белки и пептиды. CRC, 2011, 348 p.
Учебные материалы. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Honjo T., Alt F.W. Immunoglobulin Genes = Гены иммуноглобулина. 2nd ed., Academic Press, 1995, 463 p. Иллюстрированное учебное пособие.
Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- King M.W. Medical Biochemistry = Медицинская биохимия . Terre Haute Center for Medical Education.
Тщательно разработанное и хорошо иллюстрированное учебное руководство. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://web.indstate.edu/thcme/mwking/subjects.html quotation
- Knut & Alice Wallenberg foundation. The Human Protein Atlas = Атлас белков человека. Knut & Alice Wallenberg foundation. Научный проект. Сайт.
Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.proteinatlas.org/search/blood+proteins quotation
- Liebler D.C. Introduction to Proteomics. Tools for the New Biology = Введение в протеомику. Новые инструменты в биологии. Humana Press, 2002, 210 p. Иллюстрированное учебное пособие.
Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Liu B. C.-S., Ehrlich J.R., Eds. Tissue Proteomics Pathways, Biomarkers, and Drug Discovery = Протеомика тканей: пути, биомаркеры и открытие медикаментов, Humana Press 2008, 231 p.
Учебное пособие. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Murray R.K., Granner D.K., Mayes P.A., Rodwell V.W. Harper's Illustrated Biochemistry, 26th ed., 2003, 703 p.
Тщательно разработанное и хорошо иллюстрированное руководство. См. выше перевод на русский язык: Мари Р.К. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Nezlin R. The Immunoglobulins: Structure and Function = Иммуноглобулины: структура и функции. Academic Press, 1998, 284 p. Учебное пособие.
Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Schaller J., Gerber S., Kaempfer U., Lejon S., Trachsel Ch. Human Blood Plasma Proteins: Structure and Function = Протеины плазмы крови человека: структура и функции. Wiley, 2008, 525 p. Иллюстрированное учебное пособие.
Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- The Human Proteome Project = Протеом человека. 2012. Протеом человека — международный научный проект, направленный на идентификацию всех белков человека. Сайт.
Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.thehpp.org/status.php quotation
- Thongboonkerd V., Ed. Proteomics of Human Body Fluids. Principles, Methods, and ApplicationsThe Human Plasma and Serum Proteome = Протеом жидкостей тела человека. Humana Press 2007, 536 p.
Учебное пособие. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Twyman R. Principles of Proteomics = Принципы протеомики. Bios Scientific Pub Ltd, 2004, 400 p.
Учебное пособие. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.tryphonov.ru/tryphonov/serv_r.htm#0 quotation
- Von Worthington. Worthington Enzyme Manual. Enzymes and Related Biochemicals.
Ферменты и другие вопросы биохимии. Тщательно разработанные и хорошо иллюстрированные справочные материалы. Литература. Доступ к данному источнику = Access to the reference. URL: http://www.worthington-biochem.com/index/manual.html quotation
См.: Химия: Литература. Иллюстрации, Биохимия человека: Литература. Иллюстрации.
«Я У Ч Е Н Ы Й И Л И . . . Н Е Д О У Ч К А ?» Т Е С Т В А Ш Е Г О И Н Т Е Л Л Е К Т А
Предпосылка: Эффективность развития любой отрасли знаний определяется степенью соответствия методологии познания - познаваемой сущности. Реальность: Живые структуры от биохимического и субклеточного уровня, до целого организма являются вероятностными структурами. Функции вероятностных структур являются вероятностными функциями. Необходимое условие: Эффективное исследование вероятностных структур и функций должно основываться на вероятностной методологии (Трифонов Е.В., 1978,..., ..., 2015, …).
Критерий: Степень развития морфологии, физиологии, психологии человека и медицины, объём индивидуальных и социальных знаний в этих областях определяется степенью использования вероятностной методологии.
Актуальные знания: В соответствии с предпосылкой, реальностью, необходимым условием и критерием...
... о ц е н и т е с а м о с т о я т е л ь н о: — с т е п е н ь р а з в и т и я с о в р е м е н н о й н а у к и, — о б ъ е м В а ш и х з н а н и й и — В а ш и н т е л л е к т !
|
♥ Ошибка? Щелкни здесь и исправь ее! Поиск на сайте E-mail автора (author): tryphonov@yandex.ru
|