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第二章 血浆蛋白质以及非蛋白 含氮化合物的代谢紊乱(一)
第二章 血浆蛋白质以及非蛋白 含氮化合物的代谢紊乱(一) 泰山医学院 生化检验教研室 在疾病产生发展过程中,组织和细胞内蛋白质的表达合成可增加或受到一定程度的抑制,或从细胞内释放进入血循环的量增加,这些变化或对发病机制的阐明和理解有重要意义,或对疾病损害的部位和程度提供有价值的信息,可供临床医生和实验室医师参考. 陈强
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教学目标 [掌握]重要血浆蛋白质的性质、功能及检测的临床意义 [熟悉]急性时相反应蛋白的概念 [了解]血浆蛋白质的功能、分类
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第一节 体液蛋白质及其代谢紊乱 蛋白质是生命的物质基础,是生命的标志。 许多疾病情况下,均有蛋白质代谢紊乱,可反映到血浆蛋白中。
第一节 体液蛋白质及其代谢紊乱 概述: 蛋白质是生命的物质基础,是生命的标志。 许多疾病情况下,均有蛋白质代谢紊乱,可反映到血浆蛋白中。 血浆蛋白质是血浆固体成分中含量最多、组成极为复杂、功能广泛的一类化合物。 500多种,其中200多种已被分离出接近纯品。
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一、血浆蛋白质的功能和分类 (一)血浆蛋白质的功能 营养作用,修补组织蛋白 维持血浆胶体渗透压 作为pH缓冲系统的一部分 运输载体
参与免疫与防御功能 参与凝血与纤维蛋白溶解 酶的催化功能 代谢调控等 抑制组织蛋白酶
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(二) 血浆蛋白的分类 CAM电泳 清蛋白、α1-球蛋白、 α2-球蛋 白、β- 球 1.盐析法 清蛋白和球蛋白 2.电泳分类法
1.盐析法 清蛋白和球蛋白 2.电泳分类法 CAM电泳 清蛋白、α1-球蛋白、 α2-球蛋 白、β- 球 蛋白和γ-球蛋白 临床最常用
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3.按功能:营养、修补、运输、载体、补体系统、凝血因子等 见表2-2
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二、急性时相反应蛋白 (Acute phase reactants,APRs)
1.定义 当机体处于炎症、创伤、心肌梗塞、感染、肿瘤等状态时,血浆中某些蛋白质的浓度发生改变(升高或降低),这些血浆蛋白质被称为APRP/APRs。 急性时相反应:这一现象。 这是机体防御机制的一 部分, 但详尽 机制不明。
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2.分类 正性APRP:升高 如:AAT、AAG、Hp、Cp、C4、C3、CRP和纤维蛋白原。 负性APRP:降低
如:PA、ALB、TRF。 α2-MG不是APRP。
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3.变化特点 CRP反应时间短,升高幅度大,持续时间长为显著升高的急性时相蛋白;
APR的变化与炎症创伤的时间进程有关,即升高的速度不同。检测APR有助于对炎症进程的监测和对治疗反应的判断。以AMI为例。 CRP反应时间短,升高幅度大,持续时间长为显著升高的急性时相蛋白; C3响应时间较长,增加幅度小,持续时间短,为少量增高的急性时相反应蛋白; AAT的变化介于CRP与C3之间为中等升高的急性时相蛋白。
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这种急性时相反应对炎症来说是一个总的反应,与温度、白细胞计数增加相比,这种反应对任一疾病都没特异性,即这种反应是非特异性反应。
这种变化,对炎症原因的诊断没有帮助,但这些蛋白质的早期、大量的测量,对监测炎症反应进程和炎症对治疗的反应是有帮助的。
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三、血清电泳组分分析(P11) 血清蛋白电泳的正常组分分析 异常电泳图谱的临床意义
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(一)血清蛋白电泳的正常组分分析 在电场中,带电粒子向所带电荷相反的电极 移动的现象称之为电泳。
1、 电泳定义: 在电场中,带电粒子向所带电荷相反的电极 移动的现象称之为电泳。 2、 蛋白电泳原理: 蛋白质是两性电解质,当pH>pI,其带负电 荷,当pH<pI,其带正电荷, pH=pI,不带 电荷。由于其等电点大多 接近于5.0且不 同,分子量也不同,因 此在电场迁移率也 不同。
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血清蛋白电泳的正常组分 以%表示: Alb: 57%~68%
α1: 1.0%~5.7% α2: 4.9%~11.2% β: 7%~13% γ: 9.8%~18.2% 以g/L表示: Alb: 35~52 g/L α1: 1.0~4.0 g/L α2: 4.0~8.0 g/L β: 5.0~10.0 g/L γ: 6.0~13.0 g/L
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3、图形分析 直接法:电泳染色后,直接观察图形的变 化,大概判断各区带的增减。如需定量, 可进一步脱色、比色。
光密度扫描法:可直接观察各区带的扫描图 形,且可以以数值表示各组分的含量。
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怎样判断蛋白电泳图谱 区带的外观:(估算) 区带的浓度:测定区带Pr含量(相对值),洗脱法或直接光密度。
收一种蛋白质组成的波峰,由于均一蛋白质泳动时,大部分含量集中在区带中央,吸只有少量向前向后扩散。 由数种电泳相接近的蛋白质组成的波峰,是数种蛋白质波峰的综合,因此形成一个宽、顶平和峰低的波峰。
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(二)异常电泳图谱的临床意义 图谱类型 TP Alb α1 α2 β γ 肾病型 ↓↓ ↓↓ ↑ ↑↑ 不定
异常血清蛋白质电泳图谱的分型及其特征 图谱类型 TP Alb α α β γ 肾病型 ↓↓ ↓↓ ↑ ↑↑ 不定 肝硬化型 ↑N ↓ ↓↓ N↓ N↓ β-γ融合 急性炎症 N N↓ ↑ ↑ N 慢性炎症 ↓ ↑ ↑ ↑ 蛋白质缺乏型 个别区带出现特征性缺乏 M蛋白血症型 在α- γ区带中间出现M蛋白区带
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(1)急性和慢性炎症 主要特征:白蛋白减少或正常,α1和α2球蛋白增高,当有明显的急性炎症病灶时,可显著增高。炎症转为慢性时其增加程度减低。急性炎症,γ球蛋白增高不明显,当炎症转为慢性时,可明显增加。 ↓/N ↑ 急性炎症型 代表疾病:慢性胆道感染、慢性泌尿系感染、结核病、自身免疫性疾病、过敏性疾病、恶性肿瘤等。 ↓ ↑ ↑↑ 慢性炎症型
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肾脏疾病常有血浆蛋白质的丢失。蛋白尿包括肾小球性、肾小管性和混合性蛋白尿三类。
(2)肾脏疾病 肾脏疾病常有血浆蛋白质的丢失。蛋白尿包括肾小球性、肾小管性和混合性蛋白尿三类。 ①肾小球性蛋白尿:以中分子量为主,如TRF等,称选择性蛋白尿;可见于肾小球性肾炎、糖尿病、自身免疫性疾病等。 ②肾小管性蛋白尿:主要是相对小分子质量的蛋白质排泄增多,如:β2-微球蛋白(β2-M)。可见于肾盂肾炎,肾血管性疾病等。 ③混合性蛋白尿:兼有肾小球滤过功能与肾小管重吸收功能的障碍。严重肾病致肾小球失去分子筛作用,出现非选择性蛋白尿,可表现为广泛的低血浆蛋白质血症。
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主要特征:肾病综合征时,白蛋白减低,α1球蛋白轻度增加,α2球蛋白明显增加,γ球蛋减低或正常。
狼疮性肾炎淀粉样肾病等,γ球蛋白则明显增加。 ↓ ↓ ↑↑ ↑N↓ ↑
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(3)肝脏疾病 主要特征:清蛋白在所有病例中均有不同程度的减低,α1、α2和β球蛋白正常或降低,γ球蛋白常明显增高,γ区带的宽度也明显增加,可见β-γ桥,为本病的特征。 肝硬化 ↓ β+γ (↑↑)
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病理分析: β-γ桥的出现与血清免疫球 蛋白,特别是IgG、IgA、IgM同时 增加有关,其中又以IgA影响较大,
β与γ区融合而形成β-γ桥。
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原发性肝癌型 ↓↓ ↑ AFP ↑ 主要特征: 白蛋白和α1球蛋白之间有一小的甲胎蛋白带。
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IgG 型多发性骨髓瘤 特点:多出现于β到慢γ区,且较IgA或 IgM形成的M蛋白区带窄而浓集。如果浓度很高,可形成象小波浪的蛋白带。 ↓
↓ M区带 ↓ 特点:多出现于β到慢γ区,且较IgA或 IgM形成的M蛋白区带窄而浓集。如果浓度很高,可形成象小波浪的蛋白带。
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IgA 型多发性骨髓瘤 M区带 ↓ ↓ 特点:可出现于α2 、β、γ区。多出现β和γ之间。
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(一)前清蛋白 (Prealbumin, PA)
四、血浆蛋白种类及其异常 (一)前清蛋白 (Prealbumin, PA) 性质 MW 54kD,肝脏合成, T1/2:12h 电泳位于清蛋白的前方。 功能 1)组织修补的材料,营养指标; 2)运载蛋白 能结合甲状腺素, T3、T4。 3)与视黄醇结合蛋白形成复合物,参与VitA的运输和代谢。
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临床意义 1)降低 营养不良的指标:其标准是:PA200~400mg/L 为正常,100~150mg/L为轻度缺乏,50~100mg/L 中度缺乏, <50mg/L严重缺乏 作为肝功能不全的指标。比ALB、TRF具有更 高的敏感性, 肝炎的早期诊断指标之一。 急性时相反应物:急性炎症、恶性肿瘤、创伤、肝硬化和肾炎等 2)升高 见于孕妇、口服避孕药者、何杰金氏 瘤、淋巴网状细胞瘤等 。
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(二)清蛋白(albumin,Alb) 性质: 肝细胞合成(6~8mg/d/g肝组织) 单纯蛋白质 血浆中含量最多的蛋白质: 57-68%
35-50g/L,是球蛋白的 倍 MW 66.3kD,T1/2:15~19d 肝细胞中无储存,分泌的40%血浆内 体内ALB的降解率:总量的4.5%/d 主要受血浆ALB水平的调节
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功能 维持血浆胶体渗透压。 运输的载体 许多水溶性差的物质可以通过与清蛋白结合而运输,如胆红素、激素、游离脂肪酸和药物等。
运输的载体 许多水溶性差的物质可以通过与清蛋白结合而运输,如胆红素、激素、游离脂肪酸和药物等。 具有缓冲酸碱的能力-NH2、-COOH 重要的营养蛋白:作为组织修补的材料
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临床意义 1.作为营养状态的评价指标(受饮食影响)
评价标准:﹥35g/L正常,28~34g/L轻度缺乏,21~27g/L中度缺乏,﹤21g/L严重缺乏。ALB<28g/L,水肿就会出现。 2.清蛋白的遗传性变异:双清蛋白血症 3.增高 较少见:严重失水(烧伤、创伤),对监测血浓缩有诊断意义。
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4.降低 合成障碍:急慢性肝脏疾病 1)合成不足: 原料不足:营养不良,消化 道切除 2)分解加强:组织损伤、炎症 3)大量丢失: ①从尿中丢失:肾病综合症、慢性肾小球肾 炎、DM、SLE等 ②胃肠道丢失:肠道炎症疾病 ③从皮肤丢失:烧伤、渗出性皮炎 4)分布异常:胸腹水 5)遗传缺陷:无ALB血症
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(三)α1-抗胰蛋白酶 (α1-antitrypsin,α1-AT,AAT)
性质 MW 51kD,肝脏合成, T1/2:4d, 含糖10-12% 是α1-区带的主要组分,大约占90%。如严重不足会引起α1-球蛋白完全缺乏(因另两组分AAG及α1- LP的染色都很浅)。
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是蛋白酶抑制物,占血清中抑制蛋白酶活力的90%。主要是对抗由多形核白细胞吞噬作用时释放的溶酶体蛋白酶。
功能 是蛋白酶抑制物,占血清中抑制蛋白酶活力的90%。主要是对抗由多形核白细胞吞噬作用时释放的溶酶体蛋白酶。 它不仅作用于胰蛋白酶,同时也作用于糜蛋白酶、尿激酶、肾素、胶原酶、弹性蛋白酶、纤溶酶和凝血酶等。 遗传表型: 以PiMM(>95%),称为M型最为多见。 另外还有两种蛋白Z型和M型 遗传分型:PiSS 、PiZZ 、 PiMS
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AAT缺陷,常伴有早年(20~30岁)出现的肺气肿。 AAT缺陷,特别是ZZ型可在童年期引起肝细胞的损害现而致肝硬化。
临床意义 低血浆AAT可以发现于胎儿呼吸窘迫 综合征。 AAT缺陷,常伴有早年(20~30岁)出现的肺气肿。 AAT缺陷,特别是ZZ型可在童年期引起肝细胞的损害现而致肝硬化。 急性时相反应时AAT增加
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(四)α1-酸性糖蛋白 (α1- acid glycoprotein,AAG)
性质 血清类粘蛋白的主要成分,早期称 为血(乳)清类粘蛋白。 MW 40kD, 肝脏合成, T1/2:5d, 含糖量约45%,血浆中含糖量最高的 蛋白。
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功能 是主要的急性时相反应蛋白,与免疫防御功能有关,但详细机制尚待阐明。 临床意义 增高: ①主要作为急性时相反应的指标,风湿病、恶性肿瘤和心肌梗死等炎症或组织坏死时显著升高。 ②AAG的升高是活动性溃疡性结肠炎最可靠的指标之一。 ③糖皮质激素增加,可引起AAG的升高
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降低: ①营养不良、严重肝损伤、肾病综合症 以及胃肠道疾病致蛋白严重丢失等情 况下, AAG降低 ②雌激素使AAG降低
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(五)结合珠蛋白 (Haptoglobin,Hp,HAP)
性质 MW kD,含糖量12%。 α2β2四聚体, α链有α1 遗传变异体(α1f,α1S)、 α2 个体之间存在多种遗传表型(表3-4) 是一种急性时相反应蛋白。 F:FASR, S:SLOW
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功能 主要功能是能与红细胞中释放的自由形式存在的Hb结合,以防止铁的丢失(肾)及解毒(游离Hb有毒)。
每分子Hp可以不可逆结合两分子Hb。
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临床意义 在应急、感染、急性炎症、烧伤、肾病综合征和组织坏死等可见增高,可能由于刺激合成所致。属急性时相反应的增加 减低:
增高: 在应急、感染、急性炎症、烧伤、肾病综合征和组织坏死等可见增高,可能由于刺激合成所致。属急性时相反应的增加 减低: 血管内溶血如溶血性贫血、输血反应、疟疾时Hp含量明显下降;此外,在严重肝病患者Hp的合成减少。 正常参考范围较宽,需连续观察用于监测急性时相反应和溶血是否处于进行状态。
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(六)α2-巨球蛋白 (α2-macroglobulin,AMG,α2-MG)
性质 MW 715kD,含糖量8%, T1/2: 5d 由4个亚单位组成 是血浆中分子量较大的蛋白质, 由肝细胞和单核吞噬细胞系统合成。 主要包括各种丝氨酸、巯基、羧基和金属蛋白水解酶等,可能在蛋白水解中起调节作用。 当酶处于复合物状态时,酶的活性部位没有失活,但不易作用于大分子底物,可作用于小分子底物,
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功能 蛋白酶抑制剂: 能与多种分子和离子结合,尤其能与多种蛋白酶结合而影响酶的活性。选择性地保护某些蛋白酶的活性。
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临床意义 在肾病综合征病人,AMG增高可达正常人的10倍或以上,可能由于排泄受阻或代偿性地合成增多所致; AMG不属急性时相反应蛋白
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(七)铜蓝蛋白 (Ceruloplasmin,Cp)
性质 MW 132kD,T1/2:4.5d 肝脏合成 含糖量8~9.5%, 含铜 (呈兰色), 为一单链多肽,每分子含6~8个铜原子 又称亚铁氧化酶(Fe2+ → Fe3+ ) 血清中65%的铜与CER结合(其中的铜很少与肠道吸收来的铜交换,因此CER不属于铜的运输形式),仅5%的铜与清蛋白呈疏松结合;
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功能 具有氧化酶的活性:对铁、多酚和多胺类底物有催化其氧化的能力。 在血循环中可视为铜的没有毒的代谢库。
起着抗氧化剂的作用:可防止组织中脂质过氧化物和自由基的生成,特别在炎症时有重要意义。
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临床意义 增高: Cp为一种急性时相反应蛋白;在感染、创伤和肿瘤是血浆浓度增加。 减低:
严重营养不良、肾病综合症、严重肝病(原发性胆汁性肝 硬化及原发性胆闭锁); 最特殊的作用:协助Wilson病的诊断 (肝豆状核变性),患者血清Cp含量明显降低, 铜螯合剂---青霉胺
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(八)转铁蛋白 嗜铁蛋白 (Transferrin,TRF,siderophilin)
性质 MW 79.5kD,含糖量6%,T1/2:7d, 血浆中主要的含铁蛋白,是β区主要蛋白. 主要由肝细胞合成。 吸收形式以二价形式,但二价铁形式对人体有毒害,经CER转变为三价铁。
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功能 可逆地结合多价离子:Fe,Cu,Zn,Co ; 1个TRF可结合两个Fe3+; 可防止铁丢失,并再利用铁。
供给Hb的合成原料:运输吸收的铁和红细胞降解释放的铁。 Fe2+ → Fe3+
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临床意义 2、在应急炎症、恶性病变、慢性肝病和营 监测。 缺铁性贫血者: TRF增高,但铁饱和度下降;
3、营养状态指标,判断治疗效果的良好指标 。
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(九)C-反应蛋白 (C-reactive protein,CRP)
定义 C-反应蛋白是一种能与肺炎链球菌细胞壁C-多糖结合的蛋白质,是第一个被认识的急性时相反应蛋白。 性质 MW 115~140kD,肝脏合成; T1/2:4d, 不含糖,于1941年发现; 电泳位于r-球蛋白区带。
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功能 结合多种细菌、真菌及原虫等体内的多糖物质; 在钙离子的存在下,结合卵磷脂和核酸; 可引发对侵入细胞的免疫调理作用和吞噬作用;
结合后的复合体具有对补体系统的激活作用,表现炎症反应; 其它 2)促进粒细胞和巨噬细胞的运动和吞噬,有调理素样作用; 3)促进人体末梢血单核细胞对黑色素瘤细胞的破坏作用; 4)影响淋巴细胞对促细胞分裂物质的反应性,与部分T淋巴细胞结合,抑制其功能; 5) 能抑制混合淋巴细胞反应; 6)抑制血小板第3因子活化内源性ADP与5-羟色胺释放,对血小板凝集和血块收缩有抑制作用。
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临床意义 是急性时相反应的一个极 灵 敏指标:APR时,可达正常水平的2000倍,
结合临床病史,连续监测有助于随防病程:风湿病、SLE、白血病等。 超敏CRP可用作冠心病危险性预测指标。
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(十)免疫球蛋白 (Immnuoglobulin,Ig)
r-球蛋白部分实际上是由免疫球蛋白组成,主要分为IgG、IgA、IgD、IgE和IgM五种;血浆中的各种免疫球蛋白具有相同的基本结构,即由两条相同的轻链和两 条相同的重链组成。
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思考题 1简述血浆蛋白的分类,以及重要蛋白的功能。 2简述正常血浆蛋白电泳及肝硬化、肾病综合征血浆蛋白电泳的特点。 3何谓急性时相反应蛋白?
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谢 谢
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