Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_2 (1123307), страница 112
Текст из файла (страница 112)
Глава 55 Плазма крови и процесс свертывания Роберт Марри ВВЕДЕНИЕ БИОМЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ БЕЛКИ ПЛАЗМЫ ФУНКЦИИ КРОВИ Кровь — это ткань, клетки которой циркулируют в фактически замкнутой системе кровеносных сосудов. Кровь состоит из твердых элементов — красных (эритроцитов) и белых (лейкоцитов) кровяных клеток и тромбоцитов, взвешенных в жидкой среде, называемой плазмой. В дальнейшем мы рассмотрим важнейшие функции крови (в особенности плазмы), обеспечивающие нормальную жизнедеятельность организма. Кровь обладает способностью свертываться (коагулировать); остающаяся при этом жидкая фаза называется сывороткой.
Плазма содержит ряд факторов, которые расходуются в процессе свертывания и поэтому в сыворотке отсутствуют. Сыворотка содержит продукты деградации этих факторов свертывания, а в плазме этих продуктов в норме нет. Фундаментальная роль крови, состоящая в поддержании гомеостаза, а также доступность этой ткани для исследований — сделали кровь важнейшим объектом биохимии. Наиболее изученные компоненты крови — это гемоглобин, альбумин, иммуноглобулины, а также разнообразные факторы свертывания. При различных заболеваниях наблюдаются изменения в уровне белков в плазме; эти изменения можно обнаружить при электрофорезе. Важным диагностическим признаком при некоторых патологических состояниях (см.
приложение) является нарушение активности ряда ферментов. Лечение больных, страдающих геморрагиями и тромбозами, требует ясного понимания процессов свертывания крови и фибринолиза. Почти все функции крови (за исключением специфических клеточных, таких, как перенос кислорода или имм упал огическая защита) осуществляются плазмой или ее компонентами. Основные функции крови следующие: 1) дыхание — транспорт кислорода от легких к тканям и перенос СО, от тканей к легким; 2) питание — транспорт поглощенных питательных веществ; 3) выделение — перенос конечных продуктов метаболизма в почки, легкие, кожу, кишечник для последующего их выведения; 4) поддержание в организме норм альнога кислотно- щелочного равновесия; 5) регуляция водного баланса (кровь влияет на обмен воды между циркулирующей жидкостью и тканевой жидкостью); 6) регуляция температуры тела путем распределения тепла; 7) зашита от инфекций (осуществляется лейкоцитами и циркулирующими в плазме антителами); 8) транспорт гормонов и регуляция метаболизма; 9) транспорт различных метаболитов.
Плазма содержит воду, электролиты, метаболиты, питательные вещества, белки и гормоны. Содержание воды и электролитов в плазме практически такое же, как и во всех внеклеточных жидкостях. Общее количество белков в плазме — 7 — 7,5 г/дл (г'4). Таким образом, белки составляют основную часть твердых веществ плазмы. Белки плазмы — это очень сложная смесь, включающая не только простые белки, но и смешанные или конъюгированные молекулы, например гликопротеины и различные типы липопротеинов.
Разделение сложной смеси белков на индивидуальные белки осуществляется при помощи растворителей и (или) электролитов; при этом выделяют различные белковые фракции в зависимости от их растворимости. Это свойство белков лежит в основе так называемых методов высаливания, часто используемых в клинических лабораториях. Белки плазмы осаждают при различных концентрациях сульфата натрия или сульфата аммония. При этом белки разделяют на трн основные группы: фибринаген, альбумин и глобулин.
Плазма крови — это по определению внутрисосудистая жидкость. В артериальной области крово- Глава 55 обращения внутрисосудистое гидростатнческое давление, создаваемое сердцем и крупными сосудами, на 20 — 25 мм рт. ст. превышает гидростатическое давление в тканях. Выходу слишком большого количества жидкости из сосудов во внесосуднстое тканевое пространство противодействует внутрисосудистое коллоидно-осмотнческое давление, создаваемое белками плазмы. Альбумин Концентрация альбумина в плазме выше, чем концентрация двух других главных белков, а его молекулярная масса наименьшая (рис. 55.1). Именно этот белок вносит основной вклад во внутрисосуднстое коллоидно-осмотическое давление.
Альбумин синтезируется в печени, и его единственная цепь состоит из 610 аминокислот. Наряду с участием в поддержании коллоиддо-осмотического давления альбумин служит еще молекулой-переносчиком. Он транспортирует билирубин, жирные кислоты, многие лекарственные вещества и элементы, содержащиеся в плазме в следовых концентрациях. Некоторые из его лиганд-связывающих участков являются высокоспецнфичными и насыщаемыми, другие же обладают этими свойствами в значительно меньшей степени. При гипоальбуминемии (низкой концентрации альбумина в сыворотке), которая сопровождает заболевания печени и почек, наблюдается отек Шкала ° в 10 нм йа' СГ Глюкоза Гемоглобин 64,460 Альбумин 69,000 ° фф®®и 1Ф 6, Глобулин 90.000 а, Липопротеин 200.000 ФГЛипопротеин 1.300,000 Фибриноген 340,000 Рис.
55Л. Относительные размеры и молекулярные массы молекул белков крови (Опс1еу). мягких тканей. Это связано с понижением виутрисо- судистого коллоидно-осмотичеекого давления. Глобулины Как отмечалось в гл, 5, глобулины — это белки, нерастворимые в воде, но растворимые в растворах солей. Глобулнны сыворотки — это гетерогенная сложная смесь белковых молекул, обычно называемых а-, 11- и у-глобулинамн (иногда дополнительно вводят цифровые обозначения); данная классификация основана на электрофоретической подвижности (рис. 55.2).
Более рациональная классификация базируется на структуре и функциях глобулинов. Гликопротеипы содержат ковалентно связанные фрагменты олигосахаридов (см. гл. 54). Эти белки обнаруживаются во фракциях а,- и а;глобулинов. Среди гликопротеинов имеется много специализированных белков с функциями, которые изучены в различной степени.
Липопротеииы содержат лнпиды, обычно нековалентно связанные с белковой молекулой (см. гл. 2б). Липопротеины мигрируют при электрофорезе вместе с а- или р-глобулинами. Чем выше содержание липидов и чем ниже содержание белков в липопротеннах, тем ниже их удельный вес. Липопротеины служат переносчиками различных лнпидов и соединений, растворяющихся в них, но не в водной фазе плазмы. Некоторые белки, связывающие металлы (металл-связыватощне белки), например трансферрин, обладают свойствами глобулннов и переносят элементы, находящиеся в плазме в следовых количествах.
Плазма в норме содержит ряд ферментов, в частности фосфатазы, липазы, лактатдегидрогеназу, амнлазу 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 О„циркулируют в связанном виде (т.е. транспортируются специфическими переносчиками). Важными компонентами плазмы являются иммуиоглобулипы, выполняющие роль эффекторов гуморальной иммунной системы, н фибрииогеи— предшественник фибрина, образующего кровяные сгустки. Оба этих класса плазменных белков будут рассмотрены более подробно.
Липопротеины плазмы обсуждаются в гл. 2б. Плазма крови и процесс свертывания 321 Рвс. 55.2. Метод зонального злектрофореза в ацстате 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 окрашивання. Г. В результате денситометрического сканирования полоски ацетата целлюлозы на денситограмме видны пики альбумина, а,-глобулина, оэ-глобулина, 11-глобулина и у-глобулина. (Кергск)всей, вчгЬ рспп!кв!оп. Ггош Бааса В.Р., ЯоЬо,). !у., Юе!!в Х К (едв). Ваяс апд Сйшса) 1пипппо1ояу.
б1Ь е4!. Арр1егоп ап4! 1.апйе, 1987.) и 1594 Иммуноглобулины, или антитела, синтезируются В-лимфоцитами или образующимися из них плазматическими клетками. Антитела с удивительной специфичностью связываются с аитигениыми детерминантами других молекул. Все молекулы нммуноглобулинов состоят нз двух идентичных легких (1 ) цепей (мол. масса 23 000) и двух идентичных тяжелых (Н) цепей (мол.масса 53000 — 75000), образующих тетрамер (1.,Н,) 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 (С„), а 1Ч-концевую половину легкой цепи — вариабельиой областью (У,). Примерно четвертую часть тяжелой цепи, включающую Х-конец, относят к вариабельной области Н- цепи (У„), остальные 3/4 ее длины — -это константные области (С„1, С„2, СиЗ).
Участок иммуноглобулина, связывающийся со специфическим антигеном„формируется 1Ч-концевыми варна бельными областями легких и тяжелых цепей, т.е. Ун и Ъ'„- 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 иммуноглобулнна папанном обра- зуются два антиген-связывающих фрагмента (каЬ) и один кристаллизуемый фрагмент (Ес). Участок молекулы, расположенный между С„1- и С„2- доменами, носит название шарнирной области. Существуют два основных типа легких цепей— каппа (к) и лямбда (А), различающихся структурой в области С, (табл. 55.1). Индивидуальная молекула иммуноглобулина содержит либо две к-, либо две 3; 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 С„-областями. Эти классы обозначают греческими буквами 7, а, )г, б и а; их мол. масса варьирует от 50000 до 75000 (табл. 55.1). и- и сЦепи содержат по четыре константные области, в составе других цепей таких областей три. Тип тяжелой цепи определяет класс иммуноглобулина и, следовательно, его эффекторные функции. Имеется пять классов иммунот лобулинов: 1б(3, 1яА, 1яМ, 1яо и 1яЕ. Как видно из табл. 55.!, несколько классов Н-цепей могут быть разделены на подклассы на основе небольших различий в С„-областях. Вариабельные области иммуноглобулинов, состоящие из У„- и Ун-доменов, весьма гетерогенны. Действительно, нет двух вариабельных областей (у разных индивидов), которые были бы идентичны по аминокислотной последовательности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
