Московский Государственный Медико-Стоматологический Университет
Кафедра Пропедевтики внутренних болезней и гастроэнтерологии
Заведующий кафедрой: д.м.н., профессор Маев И.В.
Преподаватель: д.м.н., профессор Петухов А.Б.
Реферат на тему:
«Физиологическая роль в обмене веществ альбумина. Клинические проявления недостаточности питания и нарушения водно-электролитного баланса»
выполнил студент 3 курса
лечебного факультета 32 группы
Троицкий Андрей Андреевич
Москва 2006
Физиологическая роль альбумина в обмене веществ
Альбумин – простой белок, синтезирующийся в печени; в плазме крови поддерживает коллоидно-осмотическое давление, играет важную роль в транспорте многих веществ экзогенного и эндогенного происхождения.
Название белок получил от английского слова albus – “белый” или яичный белок. Первоначально термин “альбумин” относился ко всем белкам сыворотки крови.
Составляя основную (около 50%) часть плазменных белков, альбумин обладает свойствами, благодаря которым он принимает значительное участие в обеспечении важнейших функций организма. Приблизительно 40% суммарного альбумина тела составляет внутрисосудистый альбумин, остальное количество находится в тканях.
Молекула альбумина имеет самые малые размеры в сравнении с другими белками плазмы и приближается к эллипсоиду с диаметром 4 нм и длиной 14 нм. Относительная молекулярная масса – около 65000. В литературе имеются данные от 61 до 69 тысяч, что связано с методами, использованными для анализа: измерения осмотического давления, светорассеяния, рентгеноструктурный анализ, ультрацентрифугирование.
При pH 7,4 отрицательный заряд молекулы равен 18 при 180 титруемых зарядах на молекулу. В нейтральной или слегка щелочной среде, благодаря этим зарядам, альбумин обладает высокой электрофоретической подвижностью и растворимостью. При рН 7,4 можно легко приготовить 40% раствор альбумина.
Свойство альбумина хорошо растворяться в воде и многих растворителях используют для выделения его из смеси белков в тех случаях, когда другие белки осаждаются, а альбумин остается в растворе. Наименьшая растворимость альбумина наблюдается при рН 4,9 (изоэлектрическая точка), смещение рН ведет к заметному ее увеличению.
Раствор альбумина сохраняет стабильность при рН от 4,0 до 10,0. Максимум устойчивости проявляется при положительной температуре в концентрированных растворах при рН 6,5–7,0. Альбумин стабилен в растворе при температуре 600С в течение 10 ч, что позволяет инактивировать вирусы. Сохранение свойств растворов альбумина при такой обработке обеспечивается введением глюкозы или других сахаров, аминокислот (ацетилтриптофан), а также солей жирных кислот, в частности, натрия манделата и каприлата.
Структура альбумина описывается как одна длинная полипептидная цепочка, уложенная в 4 связанных глобулярных сегмента неравных размеров, конформация которых фиксирована 17 дисульфидными связями. Такое сегментированное устройство придает молекуле значительную подвижность. На ее поверхности имеется 2–5 участков, с наличием которых связывают высокое сродство к органическим анионам, нерастворимым в водной среде. Особенно важно это свойство проявляется при связывании анионов жирных кислот и билирубина, благодаря чему менее чем 1/5000 от их общего количества находятся в крови в свободном виде.
Взаимодействие сывороточного альбумина со свободными жирными кислотами предохраняет организм от токсического влияния последних. Инъецирование жирных кислот в венозную систему животных вызывает гипотонию, шок и смерть. Этого удается избежать благодаря предварительной инкубации жирных кислот с альбумином. Транспорт жирных кислот альбумином составляет обязательное звено жирового обмена. К молекуле альбумина присоединены одна или две молекулы жирной кислоты, которые отщепляются от нейтрального жира липазами и переносятся альбумином к месту их утилизации.
При нормальном уровне альбумина в плазме 2% его молекул содержат билирубин. Альбумин транспортирует билирубин при разрушении гемоглобина в печень, затем билирубин выводится из организма. Последнее препятствует аккумулированию билирубина в жиросодержащих тканях, например, в головном мозгу. Связывание билирубина альбумином предотвращает повреждение им фосфорилирующего механизма митохондрий. Необходимое для этого количество альбумина настолько мало, что даже следы альбумина, определяемые лишь иммунологически у людей с альбуминемией, оказываются достаточными.
Альбумин обеспечивает удаление ионов тяжелых металлов. Так, ион Сu прочно связывается альбумином и переносится в печень, где он активно используется для синтеза церулоплазмина. Транспорт ионов Ni, Hg, Ca также осуществляется молекулами альбумина. Благодаря способности альбумина связывать значительную часть кальция крови, в плазме устанавливается равновесие между его связанной и ионизированной форма. Депонируя кальций альбумин отдает его при гипокальциемии.
Нарушение процесса свертывания крови иногда связано с дефицитом альбумина.
Альбумин является носителем стероидных гормонов. В комплексе с ним в крови циркулирует 72–82% гидрокортизона, 83–85% кортикостерона и дезоксикортикостерона, 57–75% кортизона.
Важное значение имеет связывание альбумином триптофана. Приблизительно 25% от общего количества этой аминокислоты находится в свободном виде, каждая десятая молекула альбумина образует комплекс с триптофаном. В связи с регуляторной функцией триптофана в белковом и углеводном обмене можно предположить важную биологическую роль альбумина в обеспечении равновесия между свободной и связанной формами этой аминокислоты. Локусы связывания органических анионов служат также транспортным резервом для малорастворимых гормонов, например, кортизола, альдостерона и тироксина.
Альбумин комплексируется с различными медикаментозными средствами, транспортируя их к органам и тканям. Опубликованы исследования по взаимодействию альбумина с пенициллином, наркотическими анальгетиками, другими лекарственными средствами, вводимыми в кровеносное русло.
В присутствии нескольких веществ, имеющих сродство к альбумину, может быть “конкуренция” за занятие зон связывания. Этот процесс имеет особое биологическое значение, так как некоторые фармакологические средства теряют свою активность в комплексе с белком.
Так, при введении некоторых медикаментозных средств (сульфаниламиды, антибиотики) в 6 раз увеличивается частота возникновения гемолитической желтухи у новорожденных. Это явление связано с тем, что указанные медикаменты вытесняют билирубин из зон связывания его с альбумином. Результатом такого “соперничества” является возрастание концентрации прямого, не связанного с альбумином билирубина, обладающего цитотоксическими свойствами. Установлено также, что сульфаниламиды, связанные с альбумином, теряют свое антибактериальное действие.
Уровень сывороточного альбумина в здоровом организме удерживается достаточно стабильно, количество циркулирующего белка является результатом его синтеза , распада и потребления.
Общее количество альбумина в крови мужчины весом 70 кг составляет 140 г, во внутритканевой жидкости – 180 г. Альбумин содержится во всех экстрацеллюлярных жидкостях организма. Лимфа желудочно-кишечного тракта содержит 30 г/л альбумина, т.е. 70% от содержания его в сыворотке крови, в лимфе мышц и кожи 15 г/л. Вследствие общего преобладания массы мышц и кожи, они содержат большую часть внутритканевого альбумина. В перитониальных, плевральных, перикардиальных и синовиальных жидкостях уровень альбумина 10–15 г/л, в цереброспинальной жидкости – около 0,4 г/л. Околоплодные воды содержат 2 г/л альбумина.
Следы альбумина найдены во всех секретах и экстрактах. Суточный выход альбумина с мочой – 17 мг. Это приблизительно 5% от тех 360 мг, которые фильтруются в почечных клубочках, остальной альбумин реабсорбируется в почечных канальцах.
Общее количество альбумина в плазме определяется соотношением между скоростью синтеза и распада, которые обычно равны, в силу чего уровень альбумина в крови взрослого человека в норме устойчив и постоянен.
Местом синтеза альбумина является печень, и на его долю приходится третья часть белковообразующей деятельности печени. Скорость синтеза альбумина постоянна и составляет ежедневно 150–250 мг/кг веса тела, его “экспорт” происходит 15–20 раз в день. Лимфа служит транспортером вновь синтезированного белка.