Bílkoviny

•     polypeptidové řetězce (více jak 100 AMK) se složitou strukturou – až 4 úrovně

•     všechny bílkoviny jsou složeny pouze z 20/(21) aminokyselin (tzv. proteinogenní AMK):

–     a-aminokyseliny, kde a je označení uhlíku, na kterém je aminoskupina -NH[2] (výjimka: prolin,
který je a-iminokyselina)

–     L- aminokyseliny (označení L určuje u AMK uspořádání na a-uhlíku)

–     AMK jsou opticky aktivní látky (výjimka: glycin)

–     AMK jsou amfolyty, tj. jsou schopné se chovat jako kyseliny i jako zásady - tj. kation H^+
jak přijmout, díky NH[2]-skupině, tak odštěpit, díky COOH-skupině

–     forma AMK, která má zároveň kladný i záporný náboj a ve výsledku je tedy náboj nulový se
označuje jako amfion = zwitterion = obojetný ion

–     pH, při kterém se AMK nachází v podobě amfiontu, je označováno jako izoelektrický bod

·         v bílkovinách jsou AMK navzájem spojeny peptidovou vazbou (CO-NH), pro vznik peptidové
vazby je třeba dodání energie v podobě ATP

·         peptidový řetězec je lineární

http://user.mendelu.cz/urban/vsg1/molekul/images/struktura/peptid_vazba.gif

Funkce proteinů:

1.    strukturní /stavební  - kolagen, elastin, keratin

2.    mechanická/pohybová – aktin, myosin

3.    transportní – Hb, myoglobin, transferin, albumin

4.    obranné – ochrana organismu – Ig, fibrinogen (srážení krve)

5.    regulační – hormony (thyreotropin, folitropin, lutropin)

6.    katalytické  - enzymy (bílkovinná část se označuje jako apoenzym)

Rozdělení proteinů:

1.    Jednoduché – pouze protein

2.    Složené – krom bílkovinné složky, obsahují ještě nějakou další nebílkovinnou část

a)        glykoproteiny (TSH)

b)        lipoproteiny (Apo A1, apo B)

c)        nukleoproteiny (DNA+ histony)

d)        metalloproteiny (např. enzymy obsahují kovy – Zn, Mn, Fe)

e)        fosfoproteiny

Metabolismus bílkovin

•      štěpení bílkovin probíhá prostřednictvím enzymů – proteázy (proteolytické enzymy štěpící
peptidovou vazbu – řadí se k hydrolázám)

•      dle místa působení na protein rozlišujeme:

a)      Exopeptidázy – štěpí bílkovinu od krajních AMK

                        I.            Aminopeptidázy (od N-konce)

                     II.            Karboxypeptidázy (od C-konce)

b)     Endopeptidázy – štěpí bílkovinu uvnitř řetězce

•      dle specificity rozlišujeme proteázy:

a)      specifické – proteinový řetězec štěpí na konkrétních místech (např. trypsin – C-konec
obsahuje lysin či arginin; chymotrypsin – C-konec obsahuje tyrosin či fenylalanin)

b)     nespecifické  - štěpí proteinový řetězec na libovolném místě (např. pepsin)

Trávení bílkovin přijatých potravou:

•      postupná hydrolýza proteinů na peptidy až jednotlivé AMK, které se dostávají do krevního
řečiště

•      trávení bílkovin je urychleno denaturací bílkovin (pomáhá kyselé pH žaludku)

•      v těle se vytváří – pravidelně obnovuje vnitřní hotovost AMK = pool AMK (kompletní škála
proteinogenních AMK)

•      proteolytické enzymy jsou syntetizovány ve žlázách v neaktivní podobě = tzv. proenzymy =
zymogeny – ukládány do granul – ty se uvolňují na základě nervového či hormonálního podnětu Þ z
proenzymu se vytváří enzym

Žaludek: pepsinogen Þ pepsin

Tenké střevo (pankreatická šťáva): trypsinogen, chymotrypsinogen Þ trypsin, chymotrypsin

·         bílkoviny jsou postupně rozloženy na jednotlivé AMK, které se mohou stát součástí poolu
AMK, nebo být odbourány – nejprve dojde k deaminaci a uhlíkatá kostra pak má různý osud, podle toho
o jakou AMK jde:

o   Glukoplastické – mohou se zapojit do metabolismu sacharidů (přeměňují se na některou z látek
citrátového cyklu) - většina

o   Ketoplastické – mohou se z nich vytvářet ketolátky jako např. acetoacetát (leucin, lysin)

o   Schopné vytvářet jak ketolátky, tak se zapojit do metabolismu sacharidů (isoleucin,
fenylalanin, tyrosin, tryptofan)

·         při deaminaci se z AMK odstraní aminoskupina, v podobě amoniaku – amonný kation je poté
zapojen do močovinového = ornitinového cyklu (probíhá v játrech) a přeměněn na močovinu, která je
z těla vyloučena močí

referenční hodnota pro celkovou bílkovinu v séru: 65-85 g/l

Elektroforéza bílkovin

Při elektroforéze bílkovin se používá elektroforéza buďto na agarózovém nebo acetylcelulozovém
gelu. Obě tyto techniky separují bílkoviny pouze na základě celkového náboje proteinových molekul a
provádí se za konstantní hodnoty pH elektrolytu. ELFO bílkovin se prování v alkalickém pufru (pH =
8,6), ve kterém bílkoviny mají záporný náboj, jsou tedy v podobě aniontů a pohybují se směrem od
katody k anodě – „pravidlo“ tří A: Alkalické pH -Anionty bílkovin – směřují k Anodě.

Elektroforéza bílkovin sloužení k rozdělení bílkovin krevního séra (případně mozkomíšního moku) do
jednotlivých frakcí.  Při elektroforéze krevního séra rozlišujeme 5 základních frakcí: albumin –
α[1] globuliny –
α[2 ]globuliny – b globuliny –
g globuliny. Dále je skupina b globulinů rozdělována na podskupiny b[1] a b[2] globulinů.





                                  Významné plazmatické bílkoviny

Stanovení: nejčastěji se ke stanovení koncentrace jednotlivých bílkovin využívají imunochemické
metody (ELISA, či imunoturbidimetrie/imunonefelometrie)


Prealbumin

·         vzniká v játrech

·         slouží jako transportní protein pro hormony štítné žlázy (dominantně T4) a pro retinol
binding protein = bílkovinu vázající vitamín A (brání ztrátám bílkoviny vázající vitamin A do moči)

·         snížen je při porušené proteosyntéze v játrech (těžká hepatopatie) či u proteinové
malnutrice

Albumin

·         nejvíce zastoupená plazmatická bílkovina

·         vzniká v játrech

·         ze 75% se podílí na onkotickém tlaku plazmy

·         transportní bílkovina pro nekonjugovaný bilirubin, NEMK, hormony štítné žlázy, vápník,
hořčík, zinek a jiné minerály; váže i některé léky

·         součást extracelulárního antioxidačního systému v ochraně proti volným radikálům

Referenční hodnoty: 35 – 53 g/l

Hypoalbuminémie:

ü  snížená syntéza u těžké hepatopatie či proteinové malnutrice;

ü  zvýšený  katabolizmus u akutních zánětů a nádorů;

ü  zvýšené ztráty ledvinami (nefrotický syndrom), do GIT, kůží;

ü  při hyperhydrataci pacienta.

Stanovení:

ü  fotometricky – detekce komplexu vytvořeného mezi albuminem a barvivem (bromkresolovou zelení či
bromkresolovým purpurem); standardem musí být lidský albumin

ü  imunochemicky = imunoturbidimetrie

Alfa1 antitrypsin (AAT) = Alfa1 inhibitor proteáz (API)

·         hlavní podíl v alfa1-globulinech

·         vzniká v játrech

·         slouží jako inhibitor proteolytických enzymů (elastázy, kolagenázy) uvolňovaných při
zánětlivé reakci z makrofágů

·         snížen u těžké hepatopatie, při dědičném defektu tvorby (důsledkem může být cirhóza
jater, dále se rozvíjí plicní emfyzém)

·         zvýšen u akutních zánětů a v akutních závažných stavech, fyziologicky v těhotenství

Alfa1-fetoprotein (AFP)

·         vzniká ve žloutkovém vaku, v játrech plodu; v nádorových buňkách u nádorů jater,
produkován je též maligními teratomy (nádory složené z různých tkání, které v daném místě normálně
nebývají a které vznikly z embryonální tkáně)

·         zvýšen je fyziologicky v těhotenství, patologicky u nádorů jater a maligních teratomů, a
mírné zvýšení je i u akutní a chronické hepatitidy

·         v průběhu těhotenství jeho koncentrace postupně vzrůstá, testuje se ve druhém trimestru –
moc vysoké koncentrace budí podezření na rozštěpové vady CNS – moc nízké koncentrace zase značí
riziko Downova syndromu

Haptoglobin

·         vzniká v játrech

·         velmi pevně váže hemoglobin za vzniku komplexu hemoglobin-haptoglobin, který je z
krevního oběhu rychle odstraňován

·         zvýšen u akutních stavů

·         snížen při poruše proteosyntézy v játrech, u hepatitidy jeho koncentrace koreluje se
závažností onemocnění

Ceruloplazmin

·         ve své molekule obsahuje měď (8 atomů na jednu molekulu)

·         jeho funkcí je transport mědi

·         vykazuje oxidázovou aktivitu, kdy způsobuje oxidaci Fe^2+ na Fe^3+ – čímž brání vzniku
hydroxylového radikálu a působí tedy antioxidačně

·         Zvýšené hodnoty: fyziologicky v těhotenství

·         snížené hodnoty způsobují rozvoj tzv. Wilsonovy choroby

Feritin

·         Lokalizace: játra, slezina, kostní dřeň, v malém množství v séru

·         obsahuje železo – jeho koncentrace v séru odráží stav tkáňových zásob Fe

·         slouží jako zásobárna Fe


Transferin

·         vzniká v játrech

·         slouží jako transportní bílkovina - může vázat dva atomy železa (Fe^3+), vychytává z
plazmy volné železo

·         za fyziologických podmínek je kapacita transferinu nasycena železem cca z 1/3 – zbývající
2/3 se nazývají volná vazebná kapacita železa

·         z kolika procent je transferin saturován železem udává tzv. saturace transferinu

·         zvýšen je při nedostatek železa v organismu (při malnutrici nedojde k jeho zvýšení neb je
málo i bílkovin)

·         snížen je naopak při přebytku železa v organismu (hemosideróza, hemochromatóza,
osteomyelofibróza aj.); dále pak při poruše proteosyntézy v játrech, při akutní zátěži organismu

Hemopexin

·         váže hem (podobná funkce jako haptoglobin – ten váže celý hemoglobin)

C-reaktivní protein (CRP)

·         název pochází z jeho schopnosti srážet = precipitovat C-polysacharid pneumokoků

·         vzniká v játrech, jeho syntéza je vyvolána cytokiny (IL-6)

·         CRP je bílkovina akutní fáze s rychlým nástupem (6-9 hodin po začátku zánětu, vrchol
1-3.den) a nejvýraznější reakcí ze všech bílkovin akutní fáze, nejvýrazněji roste u bakteriálních
infekcí (u virových infekcí roste jen minimálně)

Fibrinogen

·         plazmatická bílkovina, která se uplatňuje se při hemokoagulaci

o   působením trombinu dochází k přeměně fibrinogenu na fibrin, který následně polymerizuje

·         snížen u těžké hepatopatie (nedostatečná syntéza), diseminovaná intravaskulární
koagulopatie = DIC (zvýšená spotřeba)

Imunoglobuliny

·         obsahují dva páry těžkých (H, heavy) a dva páry lehkých (L, light) polypeptidových
řetězců, které jsou v molekule uspořádány symetricky a spojeny S-S můstky; molekula Ig má tvar
písmene Y .

·         existuje pět variant těžkých řetězců označených g, α, m, d, e - odtud rozdělení do pěti
tříd imunoglobulinů (t.j. G, A, M, D, E) a dvě varianty lehkých řetězců označených kappa a lambda

Reakce akutní fáze

Reakce akutní fáze je nespecifická obranná reakce na poškození organismu akutním zánětem.

Zánět: může být vyvolán fyzikální, chemickou či infekční agens. Může se projevit lokálně
(zarudnutí, otok, teplé místo) nebo celkovou reakcí organismu (horečka, leukocytóza, hormonální
odpověď – produkce stresových hormonů, kortizolu, změna koncentrace některých bílkovin – tzv.
reaktantů akutní fáze zánětu).

Reaktanty akutní fáze zánětu

·         tvorba probíhá v játrech a je vyvolána působením cytokinů (IL-6, IL-1, TNFα);

·         vlastní/pozitivní reaktanty akutní fáze: CRP; inhibitor proteáz α, α1-kyselý
glykoprotein, haptoglobin, hemopexin, fibrinogen;

·         nejrychleji reaguje CRP a jeho koncentrace se mění nejvýrazněji

·         na zánět reagují i složky komplementu, i když stoupají méně výrazně než CRP

·         negativní reaktanty akutní fáze: albumin, prealbumin, transferin – koncentrace těchto
bílkovin v akutních stavech klesá; což je dáno urychleným katabolismem, upřednostněním tvorby
pozitivních reaktantů akutní fáze

Další parametry akutního zánětu

·         Prokalcitonin (PCT): prekurzor kalcitoninu, jeho tvorba je stimulována bakteriální a
mykotickou infekcí; na virovou infekci téměř nereaguje

·         Elastáza: uvolňuje se z granulocytů při jejich reakci na bakteriální zánět, reakce je
rychlá a má prognostický význam