Proteinele - proteinele plasmatice, proteinele totale

PROTEINELE

Definitie: Proteinele sunt compusi organici azotati, sintetizati de orice celula nucleata, a caror molecula este

formata din aminoacizi.

Prin degradarea hidrolitica a proteinelor pot rezulta:

1) holoproteine (proteine simple) = aminoacizi

2) heteroproteine (proteine conjugate) = aminoacizi + substante neazotate [glucide, lipide, pigmenti, etc.]

Atentie Toate proteinele plasmatice sunt sintetizate in ficat, cu exceptia imunoglobulinelor,

care sunt sintetizate in organele limfoide de catre limfocitele B!!!

Probe biologice:

1. plasma

2. urina

3. LCR

4. lichid peritoneal

5. lichid pericardic

6. lichid pleural

Rolurile proteinelor:

1. transportor pentru lipide, ioni (canale de Ca²⁺, Na²⁺, K⁺, etc), hormoni, vitamine, metale, substante exogene (medicamente),

2. enzimatic

3. imunologic (intra in alcatuirea sistemului complementului; anticorpi)

4. reglator al activitatii celulare

5. mentine P_co a plasmei - albumine asigura 80-90% din P_CO

6. mentine echilibrul fluido-coagulant (proteinele din coagulare si fibrinoliza)

7. mentine echilibrul acido-bazic (sistemele tampon)

8. rezerva de proteine necesare repararii tisulare

PROTEINELE PLASMATICE

Tipuri de proteine plasmatice:

Proteine globulare [Proteine totale = 6,5-8,5 g/dL]

I. Albumine

II. Globuline A/G = 1 - 2,2

(1) ELECTROFOREZA

- este o analiza de laborator calitataiva si de aceea NU poate fi folosita pentru determinarea nivelurilor de proteine

- este utilizata in principal pentru separarea si caracterizarea:

a) proteinele serice (NU si pe cele plasmatice, deoarece fibrinogenul impiedica separarea neta a fractiunilor

proteice; daca electroforeza se realizeaza din plasma, atunci fibrinogenul va migra in regiunea βγ)

b) proteinele urinare

- este utilizata:

1. in principal pentru detectarea γ-patiilor monoclonale (care se asociaza, de obicei, cu neoplazii hematologice, in special mielom multiplu si macroglobulinemie)

2. pentru investigarea bolilor hepatice (ciroza, hepatite autoimune cronice active)

3. pentru detectarea γ-patiilor policlonale:

- boli cu stimulare imunologica cronica (sarcoidoza, leismanioza)

- boli autoimune ale tesutului conjunctiv (LES, artrita reumatoida)

- boli infectioase (osteomielita, bronsiectazii, leismanioza)

- inflamatii (sarcoidoza)

- neoplazii (limfom Hodgkin

- unele leucemii

− este o tehnica de laborator in care serul, obtinut din sangele pacientului, este turnat peste peste o hartie speciala, tratata cu gel de agaroza si apoi conectata la o sursa de curent electric. Separarea particulelor se face in functie de incarcatura lor electrica (anionii [-] vor migra spre anod [+]; cationii [+] vor migra spre catod [-]), iar pentru aceeasi incarcatura electrica in functie de greutatea lor moleculara. In felul acesta, vor rezulta 5 clase de proteine serice:

● albumine

● α1-globuline

● α2-globuline

● β-globuline

● γ-globuline (Atentie: NU toate γ-globulinele sunt anticorpi!!!)

− valori normale:

albumine: 3,5-5,0 g/dL(52-68 %)

α1-globuline: 0,1-0,4 g/dL (2,4-4,4 %)

α2-globuline: 0,3-0,9 g/dL (6,1-10,1 %)

β-globuline: 0,7-1,5 g/dL (8,5-14,5 %)

γ-globuline: 0,58-1,4 g/dL (10-21 %)

- prezenta spike-urilor in regiunile α2, β2 sau γ impune efectuarea imunelectroforezei pentru a identifica eventuala prezenta a γ-patiilor monoclonale

- daca se suspecteaza prezenta proteinelor Bence-Jones , se impune efectuarea electroforezei proteinelor urinare

(2) IMUNOELECTROFOREZA

- scop: este utilizata pentru identificarea claselor de imunoglobuline din fluidele organismului

− este o metoda de laborator semi-cantitativa si de aceea nu poate fi folosita pentru determinarea precisa a nivelului de Ig

− consta din electroforeza + metode imunologice (de exemplu, proteinele din ser, separate pe clase de proteine prin electroforeza, vor fi puse in contact cu ser anti-Ig G, anti-Ig A sau anti-Ig M)

- acest test

1) permite identificarea Ig anormale, cum ar fi proteinele din mielom (proteine M)

2) ajuta la diferentierea γ-patiilor monoclonale de cele policlonale

3) IMUNOFIXATIA ELECTROFORETICA

- a inlocuit in mare parte imunoelectroforeza deoarece:

● este mult mai sensibila decat aceasta

● ofera rezultate mut mai rapid

● detecteaza cantitati mai mici de imunoglobuline monoclonale

- este o metoda care combina electroforeza cu imunoprecipitarea

- consta in identificarea claselor de Ig serice/urinare prin formarea unui precipitat, care este specific fiecarei clase de imunoglobuline (astfel, proteinele, separate anterior pe clase de proteine prin electroforeza, sunt puse in contact cu ser monospecific anti-Ig G, anti-Ig A sau anti-Ig M, rezultand un imunoprecipitat)

- in cazul suspicionarii prezentei proteinei M (din mielom multiplu), daca electroforeza proteinelor este normala, atunci este necesara imunoelectroforeza sau imunofixatia electroforetica atat din ser cat si din concentratul urinar, deoarece aceste teste combinate au o sensibilitate superioara

4) NEFELOMETRIA

- este o metoda cantitativa prin care se poate identifica rapid si cu o buna acuratete nivelurile de IgG, IgA, IgE si IgM din ser

- masoara interactiunea Ag-Ac in solutie, detectand formarea de complexe imune (care precipita) prin monitorizarea modificarilor determinate de capacitatea acestora de a dispersa fasciculul de lumina incidenta. Unele raze sunt deviate si captate de detectorul de difuzie

- daca nu exista complexe Ag-Ac, fasciculul de luminatrece nedeviat si e captat de detectorul de transmisie

- antiserurile sunt valabile pentru o varietate larga de antigene inclusiv pentru toate izotipurile de imunoglobuline

- masurarea nivelurilor IgD nu are implicatii clinice

- masurarea nivelurilor IgE ar trebui realizata prin tehnici mult mai sensibile (RAST = radioallergosorbent assay? in vitro sau teste pentru alergii cutanate in vivo )

I. Albuminele:

− sunt proteine globulare (la fel ca si globulinele)

- sunt incarcate cu sarcina electrica negativa

- sunt principalele proteine din ser (reprezinta 55-60% din totalul proteinelor plasmatice)

− au greutate moleculara mica => apare in urina alturi de transferina (= siderofilina)

− este sintetizate in ficat

− sunt solubile in apa

- NU are valoare de test screening deoarece nivelul albuminelor poate fi usor influentat de variate cauze

- au un turnover lent (T_1/2 =15-20 zile) si de aceea nu sunt un bun indicator al disfunctiilor acute hepatice (ex: hepatita virala, hepatotoxicitate medicamentoasa, incter obstructiv)

− roluri:

1. mentin Pco (asigura 80-90% din P_CO)

2. transporta lipide, AGL (din tesutul adipos la muschi), hormoni tiroidieni, hormoni steroizi, bilirubina neconjugata, medicamente, ioni de Ca ⁺² (canale de Ca²⁺), etc.

3. mentin echilibrul acido-bazic

4. rezerva in reparatiile tisulare

− valori normale: adulti = 3,5-5 g/dL; copii = 3,8-5,4 g/dL

− valori scazute:

hipoalbuminemia absoluta:

a) deficit de sinteza:

*dobandit - hepatopatii severe care evolueaza spre insuficienta hepatica (ciroza hepatica)

- infectii cronice (cresterile prelungite si sustinute de citokine, de IL-1 si/sau TNF

inhiba siteza de albunine)

*congenital (analbuminemie, disalbuminemie)

b) deficit de aport: malnutritie

c) consum crescut: hipertiroidism

d) pierderi crescute: *renale (sd. nefrotic, glomerulonefrita cronica)

*digestive ([enteropatii, ciroza alcoolica, boli inflamatorii intestinale)

*cutanate (arsuri)

*casecsie (mielom multiplu, boala Hodgkin, leucemii, metastaze)

hipoalbuminemia relativa: hiperhidratare

− hiperalbuminemia (rar) - poate fi numai relativa, prin scaderea volumului plasmatic (ex: deshidratare)

II. Globulinele:

 sunt proteine globulare la fel ca si albuminele (sunt un grup heterogen de protenie glicozilate)

 au greutate moleculara mare

− reprezinta 35% din totalul proteinelor plasmatice

− sunt de 3 tipuri: α-, β-, γ-globuline

Referat: Vitaminele - surse alimentare de vitamine Referat: 41 de sfaturi pentru viata lunga recomandate de doctor

- sunt sintetizate de ficat, cu exceptia imunoglobulinelor care sunt sintetizate in organele limfoide de catre LB

- sunt mai putin solubile in apa decat albuminele

- paraproteine = globuline anormale din ser (crioglobuline, factor reumatoid, macroglobuline anormale, etc.)

PROTEINELE TOTALE

- albumine + globuline

− valori normale 6,5-8,5 g/dL

− modificarea nivelului plasmatic nu este caracteristica unei afectiuni (exceptie: mielom multiplu) si apare tardiv in evolutia bolii

1. Hiperproteinemia:

a) absoluta = cresterea nivelului plasmatic de proteine consecutiv cresterii sintezei proteice:

− inflamatie cronica: sarcoidoza (boala de etiologie necunoscuta, necontagioasa, ce se insoteste de aparitia

unor zone de inflamatie numite granuloame in mai multe organe, cel mai frecvent apar in plamani,

ganglioni, piele, ochi; se banuieste ca ca inflamatia ar fi raspunsul organismului uman la un agresor din

aerul pe care il inhalam, agresor care inca nu a fost identificat

− gamapatie monoclonala = proliferare necontrolata a unei clone de plasmocite, care sintetizeaza un anumit

tip de paraproteina [Ig anormala] sau fragmente de Ig consecutiv transformarii lor maligne (mielom

multiplu, macroglobulinemia Waldenstrom, limfom, boala lanturilor grele, proteinuria Bence-Jones, etc.)

- infectii virale

b) relativa = cresterea nivelului plasmatic de proteine consecutiv scaderii volumului plasmatic (HEMOCONCENTRARE):

− deshidratare = pierdere de apa pe cale

→ digestiva

→ renala (hipoaldosteronism, diabet insipid, DZ, acidoza renala tubulara)

2. Hipoproteinemii:

a) reala = scaderea nivelului plasmatic de proteine consecutiv:

− aportului ↓ alimentar: malabsorbtie, malnutritie

− deficitului de sinteza: insuficienta hepatica

− catabolismului exagerat: hipertiroidism

− pierderilor de proteine: proteinurie, boli exudative (gestro-enteropatia exudativa), ciroza, ascita, dermatite,

arsuri

b) relativa = scaderea nivelului plasmatic de proteine consecutiv hiperhidratarii (HEMODILUTIE)

DISPROTEINEMIILE = modificare patologica atat cantitativa cat si calitativa a proteinelor plasmatice, cu modificarea raportului intre fractiunile proteice la electroforeza

Cea mai frecventa situatie: ↓ albuminelor cu ↑ globulinelor

● Inflamatia acuta (infectioasa sau neinfectioasa):

− celulele agresate raspund prin enzime lizozomale, intens proteolitice, cu fenomene de autoliza interstitiala, inclusiv a fibrelor de colagen; structura modificata a acestora reprezentand un factor chemotactic puternic pentru  neutrofile, monocite (cu transformare in macrofage) si componente plasmatice. Aceasta migrare este ajutata si de modificarile vasculare concomitente: vasodilatatie cu cresterea permeabilitatii. Cand neutrofilele si monocitele ajung la nivel tisular si se activeaza, descarca interleukine si citokine; de la nivelul focarului inflamator se descarca in circulatie IL1 (detine rolul principal), IL6, resturi celulare, resturi bacteriene si proteine degradate, care ajung la ficat si stimuleaza sinteza proteinelor de faza acuta: α1-, α2-globuline si fibrinogen (exista atat globuline cu rol de antiproteaze serice si limitare a procesului inflamator, cat si globuline cu efect distructiv asupra structurilor tisulare proprii).

- proteine totale = normale

- albumine = normale (cu exceptia inflamatiilor acute din arsuri intense cand avem hipoalbuminemie)

- α1- si α2-globuline = ↑ (mai ales α2 - caracteristica reactiei inflamatorii acute):

α1- antitripsina

orosomucoidul

α2-macroglobulina

haptoglobina

- β- si γ-globuline = normale

- fibrinogenul = usor ↑ (< 450 mg/dL)

- proteina C reactiva = prezenta [PCR = γ-globulina care se cupleaza cu structuri din peretele bacterian, inhabandu-le diviziunea si decanseaza cascada complementului]

- VSH-ul = ↑ (normal <10mm la 1h; <20 mm la 2h), daca este la limita repetam

- exemple de reactii inflamatorii acute: RAA, infectiile bacteriene acute, IMA (celulele miocardice aflate in hipoxie sau anoxie determina o crestere a pemeabilitatii vasculare, urmata de eliberarea enzimelor lizozomale, care conduc la desprindere partiala a antigenilor de suprafata si alterarea configuratiei membranare celulare, celulele nemaifiind recunoscute ca self), neoplasmele

● Inflamatia cronica (infectioasa sau neinfectioasa):

- proteine totale = normale

- albumine = normale

- α1- si α2-globuline = ↑ (legate de inflamatie)

- β-globuline = normale

- γ- globulinele = ↑ [hiper-γ-globulinemie secundara stimularii cronice a sistemului imun

- fibrinogenul = ↑

- proteina C reactiva - NU mai este un martor atat de fidel

- VSH-ul = ↑

- exemple de reactii inflamatorii cronice: boli infectioase cronice (TBC pulmonara, endocardita bacteriana) sau repetate [trebuie sa existe un focar cronic bacterian din care sa se descarce repetat germeni, care vor disemina in diverse organe si vor determina aparitia de Ac, ce declanseaza o reactie locala inflamatorie acuta], boli autoimune (LES, sclerodermie, spondilita anchilopoietica [Ac anti-structuri conjunctive, cu activarea complementului => inflamatie asociata cu distrugerea tesutului respectiv]

● Hepatita acuta:

- in hepatita acuta se produce liza hepatocitelor, cu eliberare de Fe precipitat - o mare cantitate de transferina; transferina apartine unei bucle de rezerva care stimuleaza reactia de aparare a organismului

- apare un grad de insuficienta hepatica

- proteine totale = normale

- albumine = normale spre limita inferioara sau usor ↓ desi sinteza hepatica este foate scazuta, deoarece pe de-o parte au un T_1/2 lung(21 zile), iar pe de alta parte din limfa se deverseaza albumine in ciculatie

- α1- si α2-globuline = normale (α1 pot fi ↓ dar nu obligatoriu)

- β-globuline = ↑ (dau patologia hepatica)

γ-globulinele pot fi normale in primele 2-3 sapt., apoi ↑ pentru ca apar Ac; uneori poate aparea γ-globulinemie usor ↑ (policlonala cu predominenta Ig M; cel mai frecvent in patologia hepatica se intalneste IgA si IgM

− in forma usoara: ↑ALAT > ↑ASAT

− in forma severa: ↑ALAT < ↑ASAT

● Hepatita cronica:

NU inseamna insuficienta hepatica. E o stare de echilibru precar intre un agresor (infectios sau toxic) si procesul de regenerare hepatica

− nu sunt afectate sintezele proteice hepatice

- proteine totale = normale

- albumine = normale ( eventual usor ↓)

- α1- si α2-globuline = normale

- β-globuline = ↑

γ-globulinele = ↑ cu crestere moderata policlonala

- transaminaza = ↑

- BT = ↑

- se poate vindeca sau poate evolua spre ciroza

● Ciroza hepatica:

- se caracterizeaza prin insuficienta hepatica

virusul/ agresiunea toxica:

1) a modificat sinteza proteinelor, inclusiv pentru antigenele de suprafata => configuratia proteica

membranara a hepatocitelor este modificata, nemaifiind recunoscuta ca self => liza hepatocitelor

2) produce stimulare cronica a plasmocitelor => hiper-γ-globulinemie policlonala, obligatoriu cu Ig A

si Ig M. Pe de alta parte, ficatul nu mai poate cataboliza Ig imbatranite, si in plus datorita sunturilor

porto-cave, Ig nu mai efectueaza pasajul prin ficat => accentuarea hiper-γ-globulinemiei

proteine totale = ↓ (> 30 % sunt IgA si IgM)

albumine serice = ↓ (prin scaderea sintezei sau sechestrarea lor in lichidul de ascita [se produce o ↓ capacitatii de detoxifiere a ficatului => exces sangvin de toxine => ↑ permeabilitatii vasculare => extravazare de proteine -mai intai ies albuminele])

- β- si γ-globulinele = ↑ ('bloc βγ'/ 'cocoasa de camila' datorita cresterii policlonale a sintezei de IgA si IgM -care o depaseste pe cea de IgG-, ce apare secundar:

1) incapacitatii ficatului de a mai realiza clearance-ul antigenelor bacteriene => creste sinteza de

anticorpi deoarece plasmocitele nu sunt efectate => hiper-γ-globulinemie secundara stimularii cronice

a plasmocitelor

2) scaderii catabolizarii hepatice a excesului de γ-globuline

- AFP > 20μg sugereaza prezenta carcinomului hepatocelular

− transaminazele initial cresc, apoi ↓ la normal si ulterior sub normal datorita fibrozei extinse => NU au importanta diagnostica datorita echipamentului enzimatic scazut

estrogeni = ↑ (datorita scaderii catabolizarii hormonilor in ficat)

● Sd. nefrotic:

la orice scadere de albumine, ficatul creste compensator toate sintezele proteice, dar albuminele si α2-globulinele se pierd rapid prin urina deoarece au μ ↓

→ sd. nefrotic pur (se pierd numai albumine - gravitate mica

→ sd. nefrotic impur (se pierd albumine si globuline - mai sever

− hiper-lipemie secundara cresterii lipoproteinelor plasmatice, deoarece apoproteinele din structura lipoproteinelor fac parte din grupul β-globulinelor

- proteine totale = ↓

- albumine = ↓ (edemele apar cand nivelul lor este < 2g/dL)

- α1- globuline = ↓ (uneori sunt normale)

- α2- (α2-macroglobulina) si β-globuline = ↑ in banda (au μ ↑ => filtreaza ultimele renal)

- γ-globuline = normale: sd. nefrotic pur

= ↓: sd. nefrotic impur

= ↑: patologii autoimune cu hiper-γ-globulinemie care dau si afectare renala

● Mielom multiplu = Plasmocitom malign:

− hiper-γ-globulinemie monoclonala (frecvent Ig G, mai rar Ig A, D, E)

− proteine totale = ↑

● Macroglobulinemia Waldenstrom:

− hiper-γ-globulinemie monoclonala (↑ Ig M)

− proteine totale = ↑

● Hiper-γ-globulinemie polyclonala

- se datoreaza stimularii a numeroase clone de LB (aspect in 'dom' sau peak de γ)

● Hipo-γ-globulinemie

- se datoreaza scaderii congenitale sau dobandite a sintezei de IgG

● Deficit en α1-antitripsina

- se remarca o linie plata in dreptul zonei de migrare a α1-globulinelor datorita scaderii importante a principalului constituient al acestei clase de globuline

Disproteinemia din patologia hepatica

1. Hepatita alcoolica

Alcoolul se metabolizeaza la nivel hepatic, sub actiunea acool dehidrogenazei, rezultand acetaldehida, care are un efect depolimerizant la nivel intracelular asupra proteinelor, grasimilor, degradand grav celula. Hepatocitul sintetizeaza o glicoproteina - hialin hepatic - care e eliberata in circulatie si fata de care apar autoAc.

o       Ac anti HH la titru sub 1/80 in faza acuta si peste 1/500 in faza cronica

o       IgA crescute - alcoolul produce vasodilatatie enterala, cu cresterea permeabilitatii mucoasei, permitand accesul Ag la locul de sinteza al IgA din lamina propria si ggl mezenterici

o       GOT crescut

o       Fosfataza alcalina crescuta

o       BT crescuta peste 15 mg/dl - domina icterul colestatic

o       TQ prelungit

*boli hepatice alcoolice (apare o crestere a nivelului IgA - deoarece???)

2. Boala autoimuna hepatica

Este o afectiune cu caracter inflamator-distructiv ce asociaza tulburari autoimune complexe cu caracter sistemic si trebuie diferentiata de hepatita cronica postinfectioasa ce evolueaza din hepatita virala

o       IgM anti muschi neted, celule lupice, factori lupici si  RBW fals pozitiva in forma lupoida

o       IgG anti muschi neted in forma nelupoida

o       AAA (Ac anti albumina alterata) - prezenta lor se coreleaza cu prezenta in ficat de leziuni piece meal necrosis, cand hepatocitele sintetizeaza o albumina polimerizata, fata de care apar Ac

o       CIC - se pot identifica folosind testul PEG (polietilen glicol) - normal sub 0,07

o       BT crescuta

o       pancitopenie

*hepatite cronice autoimune (apare o crestere difuza policlonala a nivelului IgG > 100% [anticorpi anti-

nucleari, anticorpi anti-muschi neted (anti-actina), celule LE, factor reumatoid si anticorpi anti-mircrozomi

hepatici si renali]). Atentie: in hepatitele cronice virale sau medicamentoase acesti markeri serologici imuni

sunt de obicei absenti desi pot aparea in 25% din cazuri. Prezenta Ag HBs sau a anticorpilor HCV arata

originea virala a hepatitei cronice.

3. Ciroza biliara primitiva

Este un tip particular de ciroza, in care apar leziuni ale canaliculelor biliare intrahepatice, fara afectarea cailor biliare extrahepatice.

o       Lipemie crescuta la 7-8000 mg/dl

o       Albuminele normale

o       Fosfataza alcalina 40 UKA (unitati King Armstrong)

o       BT crescuta (peste 5mg/dl)

o       Transaminaze 150-300

o       IgM 1000 mg/dl cu prezenta de AMT (Ac antimitocondriali - se fixeaza pe un determinant neenzimatic al cpx ATP-azic de pe membrana interna mitocondriala, care are o configuratie asemanatoare cu anvelope virale/bacteriene)

o       Ac antimicrozomali - au afinitate pentru TCP

o       Fractiunea C₃ a complementului scazuta - datorita consumului crescut

o       Ac antiduct biliar

*ciroza biliara primitiva (apare o crestere a nivelului IgM - deoarece???)

Distrofia musculara progresiva Duchenne :

w      Triada asemanatoare ca la IMA crescute :

CPK - MM

GOT

LDH 3,4

w      Enzimele sunt utile pentru diagnosticul de purtator (boala genetica) si pentru diagnosticul de forma clinica

w      Enzimele nu se modifica cand apar simptomele, rezulta o origine neurologica a afectarii musculare

Proteinele de faza acuta:

1. α1-antichimiotripsina

2. α1-antitripsina

3. α2-macroglobulina

4. PCR

5. Ceruloplasmina

6. Factorul VIII

7. Feritina

8. Fibrina

9. Orosomucoidul

10. Plasmina

11. Serum amyloid A

12. Serum amyloid P component

13. Trombina

14. AT III

15. Fibrinogenul

16. C₃

17. Haptoglobina

18. IL-6

Proteinele cu rol transportor:

1. Ceruloplasmina = Feroxidaza

2. Transferina = Siderofilina

Antiproteaze:

1. α1-antitripsina

2. α2-macroglobulina

3. α2-antiplasmina