Složky krevní plazmy a jejich funkce Josef Fontana
Obsah přednášky • 1) Definice základních pojmů • 2) Osmolarita plazmy • 3) Nízkomolekulární složky plazmy – ionty: sodík, draslík, vápník, chloridy – energetické substráty a metabolity
• 4) Vysokomolekulární složky plazmy – lipoproteiny – bílkoviny krevní plazmy
• 5) Enzymy v plazmě
Tělesné tekutiny • Celková tělesná voda (CTV): – tvoří 55-60% hmotnosti lidského těla – ženy méně než muži (mají více tuku) – malé děti a těhotné mají zvýšený podíl CTV
– ve stáří se podíl vody snižuje
Tělesné tekutiny • Intracelulární tekutina (ICT) – tvoří 2/3 CTV
• Extracelulární tekutina (ECT) – tvoří 1/3 CTV – ¼ ECT v cévách - intravazální tekutina = plazma + lymfa – ¾ ECT v intersticiální tekutině (tkáňový mok)
Plazma x sérum • Plazma = tekutina po oddělení krvinek • Sérum = tekutina vzniklá nad sraženinou • Co se podle Vás odebírá častěji na biochemická vyšetření?
Plazma x sérum • Sérum – vhodné pro většinu vyšetření – chybí koagulační faktory
• Plazma – nutný odběr nesrážlivé krve – urgentní medicína – testy na krevní srážlivost
• „-emie“ = koncentrace v plazmě
Plazma • Voda • Nízkomolekulární složky: – ionty (minerály) – energetické substráty – metabolity
• Vysokomolekulární složky: – bílkoviny – lipoproteiny
Osmolarita plazmy • Počet částic na litr [mosm/l] = [mmol/l] • 280 - 295 mmol/l
• Ovlivňují ji hlavně nízkomolekulární látky = ionty + živiny + metabolity • Vypočtená osmolarita = 2Na+ + urea + glukóza • Regulace osmolarity: antidiuretický hormon
Schéma tří prostorů tělesných tekutin a pohybu komponent, které určují osmolaritu plazmy
Klinický význam osmolarity plazmy • Respektovat tonicitu podaných roztoků – hypotonické → hemolýza – hypertonické dráždí stěnu cév
• Izotonické roztoky: – Fyziologický r.: 0,9% NaCl (154mM Na+ + Cl-) – 5% glukóza: zmetabolizování Glc → de facto dáváme volnou vodu → hypotonický r. – Ringerův, Hartmanův r.: iontové složení podobné plazmě
Tonicita roztoků vzhledem k plazmě
Klinický význam osmolarity plazmy • Změna osmolarity ohrožuje zejména mozek – pokles osmolarity ECT → edém
– rychlý vzestup osmolarity ECT → pontinní demyelinizace
Nízkomolekulární složky krevní plazmy • Kationty: Na+, K+, Ca2+
• Anionty: Cl-, HCO3-, HPO42-, HSO4• Metabolity: urea, kreatinin, kyselina močová, bilirubin • Živiny: glukóza, MK, ketolátky • Ostatní
Ionty v krevní plazmě • Zákon elektroneutrality: anionty = kationty • Anion gap = (Na+ + K+) - (Cl- + HCO3-)
+ Na
• Hlavní kationt ECT: 135-145 mM • Spolu s Cl- zodpovídá za 80% osmolarity plazmy → váže vodu → určuje objem plazmy • Regulace obsahu Na+: aldosteron a atriální natriuretický polypeptid (ANP)
Cl• Hlavní aniont ECT: 97-108 mM • Provází sodík → osmolarita plazmy
• Význam pro udržení ABR • Cl- spoluvytváří žaludeční šťávu
• Neutrofilní granulocyty vytvářejí z Cl- a peroxidu vodíku kyselinu chlornou
+ K
• 98% v ICT (~ 155 mM), jen 2% v ECT (3,8 - 5,2 mM) • Spolu s hořčíkem patří mezi hlavní IC kationty
Význam
+ K
v ECT
• Gradient mezi ICT a ECT ovlivňuje membránový potenciál • Fyziologické rozložení kationtů (Na+ převážně EC a K+ v ICT) je nezbytné pro zachování správné funkce buněk (nervosvalová dráždivost, ...) • Správné rozložení udržuje +
+
Ca2+ • Hodnota v ECT je o 4 řády vyšší než v ICT • 2,25 - 2,75 mM • Volná a vázaná frakce v plazmě • Regulace Ca2+: parathormon, kalcitriol a kalcitonin
Volná a vázaná frakce
2+ Ca
• 1) ~ 46% Ca2+: vazba na bílkoviny plazmy (albumin) • 2) ~ 6% Ca2+: v komplexech s malými anionty (HCO3-, citrát, laktát) • 3) ~ 48% Ca2+: ionizovaný • Pouze ionizovaný Ca2+ je fyziologicky aktivní
Volná a vázaná frakce
2+ Ca
• Poměr frakcí (při stálé kalcémii) ovlivňuje: • 1) pH: vzestup pH → pokles ionizovaného Ca2+ (Ca2+ soutěží s H+ o vazebné místo na albuminu)
• 2) proteinémie: ztráta bílkovin → pokles vázané frakce
Význam Ca2+ • Stabilita membrán vzrušivých tkání: hypokalcémie = křeče • Svalová kontrakce • Hemokoagulace: aktivuje koagulační faktory, jejichž tvorba je závislá na vitaminu K (f. II, VII, IX, X, protein C a S) • Součást anorganické kostní matrix • Laktace
Energetické substráty • Glukóza (3,3 - 5,6 mM): striktní regulace • Mastné kyseliny (0,6 - 1,7 mM): vazba na albumin • Ketolátky: 3-HB nalačno: < 0,5 mM, ketoacidóza: > 3 mM • Aminokyseliny (2,3 - 4,0 mM): Gln ~ 0,6 mM, Ala ~ 0,3 mM
Dusíkaté katabolity • Amoniak (12 - 50 μM): transportován jako glutamin a alanin • Urea (2,5 - 8,3 mM) • Kreatinin (50 - 120 μM): výpočet glomerulární filtrace
• Kyselina močová (150 - 360 μM): při nadbytku vzniká dna • Bilirubin (do 17 μM): ikterus (> 40 μM)
Vysokomolekulární složky krevní plazmy • Lipoproteiny
• Bílkoviny
Plazmatické proteiny • 60 - 80 g/l • Klasifikace dle funkce: – udržování onkotického tlaku (25 mmHg = 2,2 kPa) – koagulace a fibrinolýza – imunita: protilátky, komplement a RAF – transport látek – pufry – žádná funkce, ale dg. význam: enzymy, markery
• Klasifikace dle ELFO: prealbumin, albumin, α-, β-, γ-globuliny
Albumin • 35 - 53 g/l, Mr = 68 000 (tj. malá) • Funkce: • 1) 75 % onkotického tlaku plazmy→ hypoalbuminémie vede k edémům • 2) „zásobní“ protein - poločas: 21 dní • 3) pufr
• 4) transport látek (nekonjugovaný bilirubin, MK, hormony štítné žlázy, Ca, Mg, Zn, důležité léky (penicilin, digoxin, salicyláty))
α-1 a α-2 globuliny • Alfa 1: • 1) α1-antitrypsin: inhibitor proteáz, RAF • 2) α1-fetoprotein: prenatální diagnostika, nádorový marker (hepatom) • Alfa 2: • 1) haptoglobin: váže volný Hb, RAF • 2) ceruloplazmin: transport Cu, Fe2+ → Fe3+ • 3) α2-makroglobulin: inhibitor proteáz
Beta globuliny • Transferin: přenáší Fe • CRP = C-reaktivní protein (< 10 mg/l) – RAF – rychlý nárůst během akutního bakteriálního zánětu – váže substanci C streptococcus pneumoniae
• Fibrinogen (1,5 - 4,5 g/l): koagulační faktor I, RAF • Hemopexin: váže hem
Gamaglobuliny - protilátky • Produkovány plazmatickými buňkami • Jediné proteiny plazmy, které nejsou syntetizovány v játrech • Dva páry těžkých a dva páry lehkých řetězců (vzájemně spojeny S-S můstky)
• Podle těžkých řetězců rozlišujeme pět tříd gamaglobulinů: IgG, IgA, IgM, IgD a IgE
Hlavní proteiny jednotlivých frakcí Albumin
imunoglobuliny: IgG, IgA, IgM
α2-makroglobulin haptoglobin
α1-antitrypsin
transferrin fibrinogen, C3-komp.
Reaktanty akutní fáze - RAF • Reakce akutní fáze – nespecifická ochranná reakce organismu na působení stresoru • Prozánětlivé cytokiny (IL-1, IL-6 a TNF-α) stimulují játra ke tvorbě RAF • CRP, α1-antitrypsin, haptoglobin, koagulační faktory, komplement (C3, C4)
Obrázek byl převzat z: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2
Obrázek byl převzat z: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley-Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0-471-15451-2
Elektroforéra sérových proteinů na agarózovém gelu – 5 pruhů • •
• •
A) Normální vzor B) Reakce akutní fáze C) Paraproteinemie D) Normální plazma s fibrinogenovým proužkem (pokud k analýze použijeme plazmu namísto séra)
Enzymy v plazmě • Poškození buněk → uvolnění IC enzymů do ECT • Zanedbatelné koncentrace v plazmě → stanovujeme aktivitu [μkat/l] • Aktivita je mírou poškození dané tkáně • Problémem je specifita – tentýž enzym se uvolňuje z více tkání – někdy ale v různých tkáních rozdílné izoenzymy
Enzymy v plazmě • Jaterní testy: – ALT: cytosol, AST: mitochondrie – žlučový pól: GMT a ALP
• Myokard: – CK, izoenzym CK-MB – AST, LDH – pouze historický význam
• Pankreas: pankreatická amyláza a lipáza • Svaly: CK
Základní sada • Stanovena u většiny hospitalizovaných pacientů • Dá lékaři přehled o stavu pacientova metabolismu a funkcích orgánů • Zahrnuje: – Na, K, Cl, glykemii
– jaterní testy: ALT, AST, bilirubin, ALP, GMT – funkce ledvin: urea, kreatinin – krevní obraz a sedimentaci (FW)
– moč chemicky + sediment
