Межклеточное вещество – плазма

 

Плазма крови является средой, в которой взвешены форменные элементы; она содержит ряд неорганических ионов и органических веществ, обеспечивающих трофическую, регуляторную, защитную, гомеостатическую функции крови, а так же обуславливающих ее свертывание, участвует в газообмене, содержит буферные системы, способствующие (вместе с буферной системой гемоглобина) поддержанию стабильных значений рН (около 7,36) (табл.1).

Состав плазмы крови: 90% воды, 9% органических веществ и 1 % неорганических. Главные органические компоненты плазмы - белки (более 200 видов), которые обеспечивают ее вязкость, онкотическое давление, свертываемость, переносят различные вещества и выполняют защитные функции. Содержание белков в плазме крови составляет 6,5 - 8 г/дл. Их молекулярные веса варьируют от 44 000 до 1 300 000, а диаметр молекул - от 1 до 100 нм.

Основные белки плазмы:

альбумины - количественно преобладающие белки плазмы крови (по содержанию в 1,3 - 2,2 раза превосходят глобулины) - переносят ряд метаболитов, гормонов, ионов, поддерживают онкотическое давление крови;

Альбумин составляет примерно 60% от общего количества белков плазмы крови, т.е.3,5 - 4,5 г/дл. Молекулярный вес его - 69 000. Так как концентрация альбумина высока, а размеры молекулы невелики, этот белок на 80% определяет коллоидно-осмотическое давление плазмы. Общая площадь поверхности множества молекул альбумина очень велика, и поэтому они очень хорошо подходят для выполнения функции переносчиков многих транспортируемых кровью веществ, таких как билирубин, уробилин, жирные кислоты, соли желчных кислот и некоторые экзогенные вещества: пенициллин, сульфонамиды, ртуть и др. Одна молекула альбумина может одновременно связать 25 - 50 молекул билирубина. При многих патологических состояниях содержание альбумина снижается.

Неферментативное гликозилирование белков, обусловленное гипергликемией, приводит к образованию гликозилированных белков: гемоглобина, альбумина, коллагена, белков хрусталика, липопротеидов.

глобулины (α - и β-) переносят ионы металлов и липиды в форме липопротеинов; γ - глобулины представляют собой фракцию антител (иммуноглобулинов);

Глобулинами называется целая группа белков, которые могут быть разделены электорофоретически. В порядке убывания электорофоретической подвижности различают альфа-1-глобулин, альфа-2-глобулин, бета-глобулин и гамма-глобулин. Однако даже эти субфракции не состоят из однородных белков, каждую из них можно разделить при помощи других методов, например, иммуноэлектрофореза.

В составе фракции альфа-1-глобулинов мигрирует ряд конъюгированных белков, простетической группой которых являются углеводы - преимущественно гексозы и гексозамины. Эти белки называются гликопротеинами. Около 2/3 всей глюкозы плазмы циркулирует в составе гликопротеинов. Эту связанную глюкозу невозможно определить клиническими пробами на сахар в плазме, лишенной белков, она может быть измерена лишь после ее отделения от белков методом кислотного гидролиза. К субфракции гликопротеинов относится еще одна группа углеводсодержащих белков - мукопротеины, в состав которых входят мукополисахариды.

Фракция альфа-2-глобулинов включает гаптоглобины, относящиеся по химическому строению к мукопротеинам, и медьсодержащий белок церулоплазмин. На каждую молекулу его приходится 8 атомов меди, он связывает около 90% всей меди, содержащейся в плазме. К другим белкам из фракции альфа-2-глобулинам относятся тироксинсвязывающий белок, витамин В-12 - связывающий глобулин (транскобаламин), билирубинсвязывающий глобулин и кортизолсвязывающий глобулин (транскортин).

К бета-глобулинам относятся важнейшие белковые переносчики липидов и белковые переносчики полисахаридов. Важное значение липопротеинов состоит в том, что они удерживают в растворе нерастворимые в воде жиры и липоиды и обеспечивают тем самым их перенос кровью. Около 75% всех жиров и липоидов плазмы входят в состав липопротеинов. Небольшие количества липопротеинов обнаруживаются и в альфа-1 - фракции глобулинов, однако большинство их принадлежит к бета-глобулинам, самый главный из них - бета-1-липопротеин, молекула которого на 77% состоит из липидов. Кроме липопреотеинов к бета - глобулинам относится группа металсодержащих белков, один из которых - трансферин - является белком - переносчиком меди и белком - переносчиком железа. Каждая молекула трансферина содержит два атома трехвалентного железа, именно трансферин обеспечивает транспорт железа кровью.

К неоднородной группе гамма-глобулинов относятся белки с самой низкой электрофоретической подвижностью. К ним относится большинство защитных веществ крови, многие из которых обладают ферментативной активностью. Так как потребности в белках, выполняющих такие специальные функции, бывают различны, размеры и состав фракции гамма-глобулинов может значительно изменяться. Почти при всех заболеваниях, особенно воспалительных, содержание гамма-глобулинов в плазме крови повышается. В то же время общее количество белков в плазме обычно остается примерно одинаковым, так как повышение содержания гамма-глобулинов сопровождается уменьшением фракции альбумина, в результате снижается так называемый альбумин-глобулиновый коэффициент.

К гамма-глобулинам относятся также альфа-агглютинины и бета - агглютинины крови.

фибриноген - обеспечивает свертывание крови, превращаясь в нерастворимый белок фибрин под действием тромбина;

Фибриноген выявляется в виде узкой отдельной полоски между фракциями бета-глобулинов и гамма-глобулинов. Этот белок представляет собой растворимый предшественник фибрина, который участвует в образовании сгустка крови.

Молекула фибриногена вытянута, соотношение осей (длина/ширина) составляет 17:

1. Высокая вязкость растворов фибриногена обусловлена способностью его молекул образовывать агрегаты в виде четок.

компоненты комплемента - участвуют в неспецифических защитных реакциях.

Выработка белков плазмы осуществляется клетками печени (за исключением γ - глобулинов, которые продуцируются плазматическими клетками).

При нормальном питании в организме человека за сутки вырабатывается около 15 г альбумина и 5 г глобулина. Период полураспада альбумина составляет 10 - 15 дней, а глобулина - 5 дней (т.е. за это время 50% общего количества белка сменяется новосинтезированным).

Сыворотка крови - жидкость, остающаяся после свертывания крови. По своему составу она сходна с плазмой крови, однако в ней отсутствуют фибриноген и факторы свертывания.

Сыворотка является сложной смесью множества биологических молекул с различными физиологическими активностями. К основным компонентам сыворотки, необходимым для выживания и роста клеток млекопитающих в культуре относятся: белки плазмы (альбумины, фибронектин, альфа 2-макроглобулин, фетуин, трансферрин; полипептидные факторы роста (инсулин, инсулиноподобные факторы роста I и II (IGF), PDGF, EGF); глютатион; непептидные гормоны (кортизол, гидрокортизон), эстрогены, андрогены, тиреоидные гормоны (T3, T4); липиды (линоевая кислота, холестерин, лизофосфатидная кислота, простагландины); метаболиты (аминокислоты, альфа-кетокислоты (пируват), полиамины); минеральные вещества (Fe2+, Zn2+, Cu2+, Mn2+, SeO32+, Co2+, VO3-, Mo-) (Maurer H. R., 1986).

Важнейшие функции сыворотки обеспечиваются:

1) факторами, стимулирующими клеточный рост;

2) факторами прикрепления и распластывания (матрикс);

3) транспортными белками, переносящими некоторые гормоны, минеральные вещества, липиды и т.д. (Barnes D., Sato G., 1980).

Большинство факторов роста присутствует в сыворотке в очень малых концентрациях (порядка 10-10 M). Некоторые из них оказывают влияние лишь на клетки строго определенного типа дифференцировки, например гематопоэтические факторы роста. Другие же обладают широким спектром действия. Эпидермальный фактор роста, например, стимулирует пролиферацию фибробластов, эпидермальных и глиальных клеток.

Среди гормонов инсулин является наиболее существенным для роста почти всех типов клеток в культуре. Так как он имеет короткое время полужизни и чувствителен к инактивации цистеином, его обычно вносят в среду в высоких концентрациях.

Глюкокортикоиды (гидрокортизон, дексаметазон) могут стимулировать или ингибировать размножение клеток в культуре в зависимости от типа клеток и плотности культуры. Они могут модулировать клеточную пролиферацию путем изменения ответа на факторы роста.

Некоторые клеточные линии требуют для роста особых стероидных гормонов (эстрадиола, тестостерона, прогестерона).

Сыворотка содержит также белки, функцией которых является связывание молекул с низким молекулярным весом. Альбумин связывает витамины, липиды (жирные кислоты, холестерин), стероидные гормоны и т.д. Железонасыщенный трансферрин необходим для большинства клеток в культуре, многие из которых обладают специфичными трансферриновыми рецепторами на поверхности.

Сыворотка является также источником различных липидов, необходимых для выживания и роста культивируемых клеток. Клеточные линии различаются по их потребности в жирных кислотах, фосфолипидах, лецитине и холестерине.

Роль различных неорганических элементов, содержащихся в сыворотке в следовых количествах (Cu, Zn, Co, Mn, Mo, Va, Se) выяснена не до конца, но известно, что многие из них действуют как кофакторы ферментов. SeO32 - требуется для активации ряда ферментов, участвующих в метаболической детоксикации. Селен участвует также в инактивации свободных радикалов.

 

Таблица 2.

Белковые фракции плазмы крови человека

Белковая фракция	Белковая фракция	Средняя концентрация	Мол. вес Х 1000	Изоэлек-трическая точка	Физиологическое значение
Электрофо- ретическая	Иммунофо-ретическая
Альбумин	Преальбумин	30	61	4,7	Частичное связывание тироксина, онкотическое давление, транспортная функция, белковый резерв
Альбумин	Альбумин	4000	69	4,9	Частичное связывание тироксина, онкотическое давление, транспортная функция, белковый резерв
альфа - глобулины	Кислый альфа1 - гликопротеин	80	44	2,7	Продукт распада тканей
- " -	альфа1 - Липо	350	200	5,1	Транспорт липидов (в частности, фосфолипидов)
альфа2-Глобу - лины	Церулоплазмин	30	160	4,4	Обладает оксидазной активностью
альфа2-Глобу - лины	альфа2 - Макроглобулин	250	820	5,4	Ингибирует плазмин и протеиназы
альфа2-Глобу - лины	альфа2 - Гаптоглобулин	100	85	4,1	Связывает гемоглобин и препятствует его выведению с мочой
бета-Глобу - лины	Трансферин	300	90	5,8	Транспорт железа
бета-Глобу - лины	бета-Липо - протеин	550	3000-20000	-	Транспорт липидов (в частности, холестерина)
	Фибриноген	400	340	5,8	Свертывание крови
гамма-Глобу - лины	гамма-Глобу - лины	1200	156	5,8	Иммуноглобулины: антитела протиы бактериальных антигенов и инородных белков.
гамма-Глобу - лины	гаммаА-Глобу - лин	240	150	7,3
гамма-Глобу - лины	гаммаМ-Глобу - лин	125	960		"Естественные антитела" (напр., изогемагглютинины)
гамма-Глобу - лины	гаммаЕ-Глобу - лин	0,03	190		Антитела

 

Функции плазмы крови.

1. Питательная функция:

В организме человека содержится около 3 л плазмы, в которой растворено примерно 200 г белка. Это вполне достаточный запас питательных веществ. Обычно клетки захватывают не столько белки, сколько аминокислоты, однако некоторые клетки могут захватывать белки плазмы и расщеплять их при помощи собственных внутриклеточных ферментов. Высвобождающиеся при этом аминокислоты поступают в кровь, где сразу же могут использоваться другими клетками для синтеза новых белков.

2. Транспортная функция:

Многие небольшие молекулы при переносе их от кишечника или депо к месту потребления связываются со специфическими белками плазмы.

Все белки плазмы связывают катионы крови и переводят их в недифффундирующую форму. Так, около 2/3 кальция плазмы неспецифически связано с белками. Связанный кальций находится в равновесии со свободно растворенным в плазме ионизированным физиологически активным кальцием.

1234	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: