Curs 1: Proteine plasmatice

2013-2014

Proteine. Markeri tumorali.

Cuprins:Structura, funcia, sinteza i metabolismul proteinelor plasmatice.Modificri cantitative ale proteinelor plasmatice: hipo i hiper-proteinemii.Separarea electroforetic a proteinelor serice.Disproteinemia din reacia de faz acut.Disproteinemia din inflamaia cronic.Disproteinemia din sindromul nefrotic.Disproteinemia din enteropatia exudativ.Disproteinemia din gamopatia monoclonal.Disproteinemia in hipoproteinemii hipo gama globulinemia.Deficiena unor proteine specifice: alfa1 antitripsina, antitrombina IIIMarkeri tumorali. Definiie, exemple.**

1.1. Structura proteinelor plasmaticeStructural proteinele sunt formate din aminoacizi legai ntre ei prin legtura peptidic:**

structura primar (= succesiunea liniar de aminoacizi n lanul polipeptidic) prezint un capt N i C terminal.

structura secundar (alfa-helix, foaie pliat beta) - conformaie stabilizat prin legturi de hidrogen.

structura teriar (forma general a unei molecule polipeptidice); domeniu (poriune din molecul cu structur bine definit i conservat pentru ndeplinirea unui rol specific (ex: enzime).

structura cuaternar (structura final a unei proteine care poate fi format din una sau mai multe subuniti.Se disting patru nivele de organizare structural:**

1.2. Rolul proteinelor plasmaticeComun Surs de aminoaciziMeninerea presiunii coloidosmoticeSistem tampon echilibru acido-bazic

SpecificTransport apoproteine (lipide), albumina (bilirubin), calbindina (calciu), hepcidina, feritina (fier), ceruloplasmina (Cu)Activitate enzimatic (FA, AST)Imunitate (imunglobuline)Hemostaza (factori de coagulare)

**

1.3. Sinteza proteinelor la nivel celular**

Loc de producere a proteinelor

Ficat Plasmocite Ig Endotelii factori ai coagulrii i fibrinolizei Macrofage componente ale sistemului complement

**

1.3. Localizarea proteinelorDup sinteza intracelular proteinele sunt excretate n spaiul extracelular, n torentul circulator, unde pot fi degradate de proteaze.Timp de njumtire (T1/2)= timpul n care o protein nou sintetizat ajunge la 50% din concentraia ei iniial. T1/2 este important n monitorizarea tratamentului (ex: coagulare)Proteinele plasmatice (ex. albumina) pot migra dintr-un compartiment n altul (intravascular extravascular); ex: edeme, lichid ascitic.Concentraia proteinelor totale serice (6-8 g/dl) refelect distribuia ntre compartimentul intravascular i extravascular, dar i echilibrul ntre biosintez i degradare a proteinelor.**

1.4. Metabolismul proteinelorPrin catabolismul proteinelor rezult peptide i aminoacizi ce sunt utilizai pentru sinteza de noi proteine.Cele mai multe microorganisme i plante pot sintetiza cei 20 aminoacizi standard. Animalele (omul inclusiv) au nevoie de unii aminoacizi care nu pot fi sintetizai, ci sunt obinui din diet.Aminoacizii pe care un organism nu i poate sintetiza singur, se numesc aminoacizi eseniali. **

1.4. Metabolismul proteinelorCatabolismul proteinelor:Denaturare (acid)Hidroliz (proteaze)

Unii aminoacizi de origine exogen sunt folosii pentru biosintez, alii sunt transformai n glucoz prin gluconeogenez, sau intr n ciclul acizilor tricarboxilici (ciclul Krebs).n lipsa hranei proteinele pot fi utilizate ca i substrat energetic pentru susinerea vieii, n mod particular cele din muchi. 1g proteine = 4 kcal.**

**

2. Modificri cantitative ale proteinelor plasmatice. Hipo- i hiper-proteinemiile.Hipoproteinemia este asociat de cele mai multe ori cu hipoalbuminemia.

Hiperproteinemia este asociat frecvent cu hiperglobulinemia.

Raportul ntre albumine i globuline este supraunitar n mod normal.

Modificarea raportului ntre albumine i globuline se numete disproteinemie.

n trecut erau utilizate teste biochimice care indicau care fraciune (albumine, beta sau gama globuline) este modificat: testul Timol, testul Kunkel, testul cu ZnSO4) aceste teste sunt orientative.

Separarea electroforetic a proteinelor serice indic un sindrom, nu indic etiologia. **

Hipo- i hiper-proteinemiileValori de referin: PT= 6-8 g/dl

HIPOPROTEINEMIIAparente: hemodiluie,Reale:Deficit de aport: malnutriie, malabsorbiePierderi: sindrom nefrotic, arsuri extinse, enteropatie, hemoragii.Deficit de sintez: insuficien hepaticHIPERPROTEINEMIIAparente: hemoconcentraie, artefacte (staza venoas).Reale: Hiperimunglobulinemie: mielom multiplu, boala WaldenstromInflamaii cronice

**

PROTEINE TOTALE SERICE. PROTEINOGRAMAPRINCIPALELE PROTEINE PLASMATICEPeste 100 proteine au fost izolate, purificate i caracterizate din plasm.Separarea proteinelor serice n funcie de ncrcarea lor electric i de mrimea particulei, pe un suport solid sau semisolid, ntr-un cmp electric = proteinogram.

**Fraciunea %g/ 100 ml

Albumina 52 603,5 5,51 globuline3 50,25 0,352 globuline8 100,5 0,75 globuline12 140,8 1,05 globuline16 - 201,1 1,5

Separarea electroforetic a proteinelor serice**

Beta (beta 1,2) i gama globulinele**

DisproteinemiaModificare a raportului Albumine/ Globuline. Raportul poate fi modificat chiar i la valori normale ale proteinemiei.

Clasificarea disproteinemiilor:

cu PT normale: 6 8 g/dlReacia de faz acut, inflamaia cronic

cu PT sczute: sub 6 g/dlNephrotic syndrome, liver cyrrhosis, exudative enteropathy

cu PT crescute: peste 8,5 g/dlMielom multiplu, boala Waldenstrm, boala lanurilor grele**

4. Disproteinemia din reacia de faz acut**Reacia de faz acut = Reacia organismului la orice agresiunetisular (infecii, traumatisme, intervenii chirurgicale, infarct, cancer, arsuri extinse).

Change in Acute-Phase Reactants After a Moderate Inflammatory StimulusGabay C, Kushner I. N Engl J Med. 1999;340:448-454.Change in Plasma Concentration (%)30,10030,00070060050040030020010000 71421Time After Inflammatory Stimulus (days)Serum amyloid AC-reactive protein HaptoglobinFibrinogenC3AlbuminTransferrin

Proteine induse de citokine proinflamatorii**Ageni microbieni, toxine, proteine proprii degradate atrag macrofagele care produc citokine (IL1, IL6, TNF).

Citokinele induc sinteza proteic la nivel hepatic, determinnd:sinteza prioritar a proteinelor de faz acut:Proteina C reactivHaptoglobinaproteina serica A a amiloiduluifibrinogenulsintez diminuat a altor proteine: albumina, CE

Proteina C reactiv (PCR)**

Sintetizat de ficat ca rspuns la factorii secretai de macrofage i adipocite.

CRP se leag de fosfocolina exprimat la suprafaa celulelor apoptotice/bacteriilor i activeaz sistemul complement.

PCRmarker de inflamaie pentru utrmrirea evoluiei bolii i a eficacitii tratamentului.Valaorea de referin e sub 10 mg/l. Creteri:10-40 mg/dl la gravide40 200 mg/l: infecii bacteriene (i peste 200 mg/l), cancer40-150 mg/dl: infecii viralePCR reflect mai rapid i mai amplu (creteri pn la 3000 ori VN) reacia de faz acut dect VSH. n primele 24 h, VSH poate fi normal i PCR crescut, ns revine la normal mai rapid dect VSH ca rspuns la tratament.PCRhs (high sensitive CRP) indic n domeniul valorilor de referin terenul inflamator al unui subiect, n vederea evalurii riscului cardiovascular: 0-2 mg/l risc sczut, 2-4 mg/l risc mediu, 4-6 mg/l risc crescut.**

FibrinogenulSintetizat de ficat. VN= 200-400 mg/dlintervine n hemostaza primar agregarea plachetarintervine n coagulare - formarea reelei de fibrinCreteri: inflamaiile acute i cronice**

5. Disproteinemia din inflamaia cronic

**

proliferare de limfoplasmocite, sintez de Ig, creterea gamaglobulinelor (cu aspect policlonal) IgG LES, hepatit cronic activIgA TBC, sarcoidoz, boala Crohn, dermatomiozit, LES IgM - ciroz biliar, LES n puseele de activitate (faz acut) cresc i alfa 1 i alfa 2**

6. Disproteinemia din hipoproteinemii**

7. Disproteinemia din gamopatia monoclonal**

**

Comparaie ntre gamopatia monoclonal i policlonal**

8. Disproteinemia din hipo gamaglobulinemieHipogamaglobulinemia este o afeciune cauzat de un deficit de limfocite B, rezultnd un deficit de imunoglobuline.n snge. Clasificare:Tranzitorie la nou nscut Ig G sunt sczute pn la vrsta de 6 luni, IgA pn la 10 aniPrimarDeficitul selectiv de Ig A este ntlnit la persoanele cu infecii respiratorii frecvente, diaree cronic, parazitoze intestinale (lambliaza).Agamaglobulinemia (Boala Bruton) este adesea caracterizat prin lipsa sintezei de imunglobuline; iar fraciunea globulinelor scade sau lipsete. Este o afeciune genetic legat de cromozomul X, copiii afectai fiind foarte susceptibili la infecii.Hiperimunglobulinemia E - Subiecii cu Ig E crescute pot prezenta un deficit al funciei granulocitelor neutrofile, fiind predispui la infecii bacteriene, n special cu stafilococ.SecundarMaligniti limfatice: LLC, limfom, mielom multiplu, boala Waldenstrm.Pierderi de proteine: enteropatii, dermatit exfoliativTerapie imunosupresiv: medicamente (steroizi, ciclofosfamid), radioterapie.**

Diagnostic de laborator n hipogamaglobiulinemie

Determinare de imunglobuline sericeDeterminarea limfocitelor BAbsena anticorpilor specifici dup vaccinare copiluluiAbsena anticorpilor fa de antigenele de grup sangvin A i B.**

10. Clasificarea proteinelor1.inhibitori plasmatici ai proteazelor (A1AT, ATIII)2.proteine de faz acut (CRP, amiloid A, fibrinogen,etc)3.proteine de adeziune sau integrine (fibronectina, vitronectina)4.proteine cu rol de transport (apoproteinele, feritina, transfrina, ceruloplasmina, haptoglobina, mioglobina)5.factori ai coagulrii6.proteine oncofetale7.proteine ale aprrii imune8.hormoni9.enzime

**

11. Deficiena unor proteine specifice: alfa1 antitripsina (A1AT)Deficit genetic A1ATSintez diminuat/absent Molecule sechestrate n ficat Molecule instabile, degradate n circulaie

Modificri dobndite scderi consumcreteri n r. de faz acut

Consecine ale deficitului:- Emfizem pulmonar panlobular, BPOC- inflamaie a ficatului, fibroz, ciroz, insuficien hepatic

**

11. Deficiena unor proteine specifice: antitrombina III (ATIII)Deficiena AT III e o afeciune ereditar, ce poate fi evideniat la un pacient cu tromboze venoase recurente i embolie pulmonar.Este dobndit AD, rar AR.

n insuficiena renal, sindrom nefrotic, AT III se pierde la nivel renal, crescnd riscul de tromboz.

**

12. Markeri tumorali

Specificitatea markerilor tumorali se refer la procentul de indivizi sntoi sau indivizii cu afeciune benign n care testul d un rezultat negativ corect.

Sensibilitatea markerilor tumorali se refer la procentul rezultatelor pozitive corecte n prezena unei tumori. Markerul ideal pentru diagnostic trebuie s aib dou caracterisici:a. s fie eliberat n snge n concentraii detectabile i msurabile, dup ce celula s-a transformat malign;b. detecia lui s permit identificarea precis a esutului de la care provine.

**Din pcate markeri 100% specifici i 100% sensibili nu exist.

Markeri tumorali cu specificitate (primar) de organCancer mamar: CA15.3, CEA, BR27.29, EGF receptor, Catepsina D.Cancer ovarian: CA125, AFPCancer col uterin: SCCA, CEA, bHCG, citokeratine (CYFRA 21.1, TPA)Cancer prostat: PSA, free PSACancer tiroidian: calcitoninaCancer tract gastro-intestinal: CEA, CA 19.9Cancer pulmonar: Enolaza neuron specific (NSA), ProGRP, CYFRA 21.1Cancer hepatic: AFPLeucemii : feritina**

Markeri biochimici de malignitate

1. Hipercalcemia n tumori metastatice osoase asociate cu osteoliz.2 Creteri ale fosfatazei alcaline pot apare n tumori ale osului; cancer hepatic staz hepatic; carcinom paratiroidian;3. Creteri ale fosfatazei acide n: cancer de prostat 4. Creteri ale lactat dehidrogenazei (LDH): tumori cu celule germinale (testicol, ovar), afeciuni hematologice, hepatice, limfoame, melanom malign, neuroblastom.5. Enolaza neuron specific TU ale sistemului nervos central, neuroblastoame i tumori ale celulelor neuroendocrine (APUD). Acest marker este util n monitorizarea tratamentului n cancer pulmonar i n neuroblastom.6. Galactozil Transferaza II este o izoenzim a galactozil tansferazei care crete n tumori predominant gastrointestinale. n cancerul de colon se coreleaz cu progresia bolii. n cancerul pancreatic este un marker mai sensibil i mai specific n diferenierea unei tumori benigne de cea malign, dect CEA sau ali markeri.7. Producerea de paraproteine - Imunglobuline (Ig) i fragmente ale lanurilor uoare ale imunglobulinelor. n mielom multiplu n ser pot fi crescute att lanurile uoare ale Ig ct i proteina M. 8. Hipersecreia de hormoni poate s apar n absena mecanismelor de reglare, de exemplu n cancer bronic pot apare hormoni produi de esutul tumoral, ectopic ce produce ADH, ACTH, PTH.

**

***This slide shows the response of various plasma proteins over time following an acute, self-limited inflammatory stimulus. CRP concentration, shown in yellow, increases dramatically about 30-fold over several days, as does SAA, shown in red. Such results form the basis for the view that circulating CRP levels provide a highly sensitive marker of inflammation.

Gabay C, Kushner I. Acute-phase proteins and other systemic responses to inflammation. N Engl J Med. 1999;340:448-454.Erratum in: N Engl J Med. 1999;340:1376.Organizaiile mondiale nainte de a valida un nou marker tumoral n scop diagnostic, analizeaz aspecte multiple relevana clinic, metodele analitice de determinare, standardele de producere i manufacturare.

*