Биологическая химия - часть 141

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, α

1

-, α

2

-, β-, γ-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.

569

Рис. 17.1. Иммуноэлектрофореграмма белков сыворотки крови человека (по Генри).

Характеристика основных белковых фракций

Альбумины. На долю альбуминов приходится более половины (55–60%)

белков плазмы крови человека. Мол. масса альбумина около 70000. Сыво-

роточные альбумины сравнительно быстро обновляются (период полурас-

пада альбуминов человека 7 дней).

Благодаря высокой гидрофильности, особенно в связи с относительно

небольшим размером молекул и значительной концентрацией в сыворотке,

альбумины играют важную роль в поддержании онкотического давления

крови. Известно, что концентрация альбуминов в сыворотке ниже 30 г/л

вызывает значительные изменения онкотического давления крови, что

приводит к возникновению отеков. Альбумины выполняют важную функ-

цию транспорта многих биологически активных веществ (в частности,

гормонов). Они способны связываться с холестерином, желчными пигмен-

тами. Значительная часть кальция в сыворотке крови также связана с альбу-

минами.

При электрофорезе в крахмальном геле фракция альбуминов у некото-

рых людей иногда делится на две (альбумин А и альбумин В), т.е. у таких

людей имеется два независимых генетических локуса, контролирующих

синтез альбуминов. Добавочная фракция (альбумин В) отличается от

обычного сывороточного альбумина тем, что молекулы этого белка содер-

жат два остатка дикарбоновых аминокислот или более, замещающих

в полипептидной цепи обычного альбумина остатки тирозина или цистеина.

Существуют и другие редкие варианты альбумина (альбумин Ридинг,

альбумин Джент, альбумин Маки). Наследование полиморфизма альбуми-

нов происходит по аутосомному кодоминантному типу и наблюдается

в нескольких поколениях.

Помимо наследственного полиморфизма альбуминов, встречается преходящая

бисальбуминемия, которую иногда принимают за врожденную. Описано появление

быстрого компонента альбумина у больных, получавших большие дозы пеницилли-

570

IgG

С-реактивный белок

IgM

IgA

β-Липопротеин

β

1

С-глобулин

Трансферрин

Гемопексин

α-Макроглобулин

Церулоплазмин

Гаптоглобин

Альбумин

α

1

-Антитрипсин

Орозомукоид

α

1

-Липопротеин

Предальбумин

Рис. 17.2. Строение молекулы иммуноглобулинов (схема). Объяснения в тексте.

на. После отмены пенициллина этот компонент вскоре исчезал из крови. Существует

предположение, что повышение электрофоретической подвижности фракции альбу-

мин–антибиотик связано с увеличением отрицательного заряда за счет СООН-

групп пенициллина.

Глобулины. Сывороточные глобулины при высаливании нейтральными

солями можно разделить на 2 фракции – эуглобулины и псевдоглобулины.

Фракция эуглобулинов в основном состоит из γ-глобулинов, а фракция

псевдоглобулинов включает α-, β- и γ-глобулины, которые при электро-

форезе, особенно в крахмальном или полиакриламидном геле, способны

разделяться на ряд подфракций. α- и β-Глобулиновые фракции содержат

липопротеины, а также белки, связанные с металлами. Большая часть

антител, содержащихся в сыворотке, находится во фракции γ-глобулинов.

При снижении уровня белков этой фракции резко понижаются защитные

силы организма.

И м м у н о г л о б у л и н ы , 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 (L

2

H

2

) 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

(C

L

), a N-концевую половину легкой цепи – вариабельной областью (V

L

).

* 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.

571

Примерно четвертую часть тяжелой цепи, включающую N-конец, относят

к вариабельной области Н-цепи (V

H

), остальная часть ее – это константные

области (С

Н

1, С

Н

2, С

Н

3). Участок иммуноглобулина, связывающийся со

специфическим антигеном, формируется N-концевыми вариабельными об-

ластями легких и тяжелых цепей, т.е. V

H

- и У

L

-доменами. У высших

позвоночных имеются все 5 классов антител (IgA, IgD, IgE, IgG и IgM),

каждый со своим классом Н-цепей: α, δ, ε, γ и μ соответственно. Молекулы

IgA содержат α-цепи, молекулы IgG – γ-цепи и т.д. Кроме того, имеется ряд

подклассов иммуноглобулинов IgG и IgA. Например, у человека существует

4 подкласса IgG: IgG

1

, IgG

2

, IgG

3

 и IgG

4

, содержащих тяжелые цепи γ

1

, γ

2

,

γ

3

 и γ

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 γ-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