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1 Proteínas PlasmáticasProteínas Plasmáticas 1. Proteínas plasmáticas. Funciones generales de las proteínas del plasma. Regulación de la presión oncótica. 2. El metabolismo de las proteínas plasmáticas. Síntesis, distribución y catabolismo. 3. Métodos de análisis cualitativo de proteínas plasmáticas: Electroforesis 4. Proteinograma normal. Proteínas más representativas. 5. Alteraciones típicas del proteinograma 6. Análisis cuantitativo de proteínas plasmáticas. Medida de la proteína total y proteínas específicas. Proteínas PlasmáticasProteínas Plasmáticas 2 • El plasma, fracción de proteínas solubles de la sangre • El suero, fracción de proteínas solubles que aparecen tras la retracción del coágulo sanguíneo. Carece de fibrinógeno • Funciones: 9Transporte de compuestos endógenos/exógenos poco solubles en agua. 9Regulación de la presión oncótica y el balance intra/extravasal de agua. 9Respuesta inflamatoria y control de la infección. Funciones generales de las proteínas plasmáticasFunciones generales de las proteínas plasmáticas El fenómeno de la presión osmótica por proteínas Membrana semi-permeable La difusión de moléculas a través de una membrana, puede condicionar su paso 3 Regulación de la presión oncótica y el balance intra/extravasal de agua Presión osmótica debida a proteínas (oncótica) P1>P2 P1<P2 Síntesis:Síntesis: • La síntesis de la mayor parte de las proteínas plasmáticas tiene lugar en el hígado • Los linfocitos B son los responsables de la síntesis de las inmunoglobulinas Degradación/Pérdidas.Degradación/Pérdidas. • El catabolismo tiene lugar en muchas distintas células (endoteliales, fagocitos mononucleares, fibroblastos cutáneos) • Pérdidas por filtración glomerular • Pérdidas a través de la pared intestinal Balance proteicoBalance proteico 4 ¿Cuándo y cómo son sintetizadas las proteínas que son secretadas por las células...? ¿Cómo son exportadas dichas proteínas al exterior de las células Las proteínas destinadas al plasma son sintetizadas de manera singular 5 ++++ ++ ++ ++ -- -- -- -- -- ---- -- ++ ++ ++ Los grupos funcionales ácidosácidos y básicosbásicos presentes en las cadenas laterales de los aminoácidos, al disociarse en el agua, confieren a la proteína cargas positivas y negativas R-COOH+H2O↔RR--COOCOO-- + H+ H33OO++ R-NH2+H2O↔RR--NHNH33++ + OH+ OH-- La carga neta de una proteína depende de la suma de cargas de ambos signos ++++ ++ ++ ++ -- -- -- -- La carga eléctrica de la proteína depende del grado de disociación de sus grupos funcionales ácidosácidos y básicosbásicos, lo que depende del pH. RR--COOHCOOH+H2O ←←R-COO- + H+ H33OO++ R-NH2+ HH33OO++ →→RR--NHNH33++ + OH+ OH-- pH ácido ++++ ++ ++ ++ -- -- -- -- R-COOH+H2O →→ RR--COOCOO-- + H+ H33OO++ R-NH2+ HH33OO++ ←← RR--NHNH33++ + OH+ OH-- pH básico 6 Sometidas a un campo eléctrico, las proteínas son Sometidas a un campo eléctrico, las proteínas son capaces de moverse en función de su carga y tamañocapaces de moverse en función de su carga y tamaño La movilidad electroforética es proporcional al cociente: Carga/Masa Aplicación de la muestra ++ -- Proteinograma normal del suero αα11 αα22 ββ11 γγ AlbúminaAlbúmina ++ -- ββ22 7 Fracción de albúminasFracción de albúminas Albúmina séricaAlbúmina sérica • Banda mayoritaria (53-66%) del total del proteinograma •Valores normales: •Recién nacidos: 2.9-5.5 g/100ml •Niños: 3.8-5.5 •Adultos (V): 3.3-6.1; (H): 2.7-5.6 PrePre--albúmina albúmina ((retinolretinol bindingbinding proteinprotein)) •Mayor movilidad electroforética. •Rápido recambio (18-45 mg/100ml) •Indicador de estado nutricional Fracción Fracción αα11 globulinasglobulinas Aumenta durante los procesos inflamatorios agudos, neoplasias, infartos y necrosis (1.9-4.1% del total del proteinograma) αα11 glicoproteínaglicoproteína ácidaácida αα11 antitripsinaantitripsina αα11 antiquimiotripsinaantiquimiotripsina αα11 fetoproteínafetoproteína (<2 mg/100 ml) 8 Fracción Fracción αα22 globulinasglobulinas Aumenta en el síndrome nefrótico, ictericia obstructiva, tuberculosis, inflamación crónica (7.7-12.3%) αα22 macroglobulinamacroglobulina (150-420 mg/100ml; Síndrome nefrótico) CeruloplasminaCeruloplasmina (20(20--40 40 mgmg/100ml; transporte Cu/100ml; transporte Cu2+2+; ; enfenf. Wilson). Wilson) HaptoglobinaHaptoglobina (60(60--270 270 mgmg/100ml), transporte /100ml), transporte HbHb; aumenta en ; aumenta en inflamación, neoplasias; disminuye hemólisis inflamación, neoplasias; disminuye hemólisis intravascularintravascular, anemia , anemia perniciosaperniciosa Proteína C reactivaProteína C reactiva (<0.6 mg/100 ml). Inflamaciones e infecciones Fracción Fracción β β globulinasglobulinas Aumento moderado en síndrome nefrótico, ictericia obstructiva, cirrosis, tuberculosis, inflamación crónica (7.6-13.0%) FibronectinaFibronectina (25-40 mg/100ml; aumenta en síndrome nefrótico, colestasis, neoplasias. Disminuye en politraumatismos, quemaduras extensas, sepsis) TransferrinaTransferrina (200(200--400 400 mgmg/100ml; transporte Fe; aumenta en anemias)/100ml; transporte Fe; aumenta en anemias) TranscobalaminaTranscobalamina (900 pmol/L; transporte de B(900 pmol/L; transporte de B1212).). Complemento (C3, C4)Complemento (C3, C4) (85-190; 12-36 mg/100 ml). Aumentan en procesos inflamatorios agudos. Disminuyen en reacciones autoinmunes. 9 Fracción Fracción γ γ globulinasglobulinas LLa fracción de las gammaglobulinasgammaglobulinas supone entre 10.3 y 20.8% del total de proteínas del suero. Se pueden detectar IgG (2- 4mg/dl), IgM (150mg/dl), IgA (0,15– 0,6mg/dl), e IgE (30µg/dl) IgMIgM aparece aumentada tras procesos agudos viralesaparece aumentada tras procesos agudos virales IgAIgA aumenta en enfermedades intestinales autoinmunes (aumenta en enfermedades intestinales autoinmunes (CrohnCrohn)) IgGIgG aumenta en enfermedades autoinmunes (lupus aumenta en enfermedades autoinmunes (lupus eritematosoeritematoso, hepatitis , hepatitis crónica activa, infecciones bacterianas crónicas)crónica activa, infecciones bacterianas crónicas) IgEIgE está aumentada en enfermedades con un componente alérgico está aumentada en enfermedades con un componente alérgico (eczema, asma, infección parasitaria) (eczema, asma, infección parasitaria) Principales alteraciones del Principales alteraciones del proteinogramaproteinograma HipoproteinemiaHipoproteinemia:: hipoalbuminemia Deficiencias:Deficiencias: α1 antitripsina, inmunoglobulinas, complemento ParaproteinemiaParaproteinemia:: presencia de proteínas anormales o en cantidad excesiva (reacción de fase aguda, mielomas, macroglobulinemia, linfomas B, etc.). 10 Principales alteraciones del Principales alteraciones del proteinogramaproteinograma (I)(I) Normal Reacción inflamatoria (fase aguda) Reacción inflamatoria (crónica) αα11 αα22 ββ γγ La reacción de La reacción de fase agudafase aguda Aumento muy importante (>5x):Aumento muy importante (>5x): CRP, SAA Aumento moderado (1Aumento moderado (1--5x):5x): α1 antitripsina, α1 glicoproteína ácida, α1 antitripsina, ferritina, inmunoglobulina G, complemento C3/C4, ceruloplasmina, α1 antiquimiotripsina Pocos cambios (1Pocos cambios (1--2x): 2x): Fibrinógeno, Haptoglobina Disminución:Disminución: Albúmina, Transferrina Cambios en la síntesis hepática de proteínas plasmáticas, como consecuencia de la regulación de genes inducida por citoquinas inflamatorias (IL-6, IL-1β, TNF-α) 11 Principales alteraciones del Principales alteraciones del proteinogramaproteinograma (II)(II) Normal αα11 αα22 ββ γγ Cirrosis hepática Síndrome nefróticoAlteraciones de la fracción de Alteraciones de la fracción de γ γ globulinasglobulinas LLas hipergamaglobulinemiashipergamaglobulinemias policlonalespoliclonales se manifiestan en inflamaciones crónicas (hepatitis crónica, cirrosis) e infecciosas (brucelosis, lepra, endocarditis), y ciertas enfermedades autoinmunes (lupus). LLas hipogamaglobulinemiashipogamaglobulinemias se presentan en el síndrome nefrótico, mieloma con proteinuria Bence-Jones, gran parte de las leucemias crónicas, síndrome de Cushing. Existen también a-gamaglobulinemias GamapatíasGamapatías de células B (Plasmacitomas, mieloma múltiple) - Macroglobulinemia de Waldeström Normal Patológico 12 Inmunodeficiencias asociadas a células BInmunodeficiencias asociadas a células B 1.1. AgamaglobulinemiaAgamaglobulinemia infantilinfantil asociada al cromosoma X (enfermedad de Bruton; 1/100.000) 2.2. HipogamaglobulinemiaHipogamaglobulinemia transitoriatransitoria del recién nacido (células T-helper) 3.3. Deficiencias en la producción del anticuerpoDeficiencias en la producción del anticuerpo * IgA : la más común * IgM : rara * IgG : muy infrecuente Principales alteraciones del Principales alteraciones del proteinogramaproteinograma (III): (III): ((paraproteinemiasparaproteinemias)) αα11 αα22 ββ γγ IgA IgG IgG Waldeström (IgM) 13 Principales alteraciones del Principales alteraciones del proteinogramaproteinograma: : (deficiencias)(deficiencias) αα11 αα22 ββ γγAlbAlb Normal Déficit α1 antitripsina Principales alteraciones del Principales alteraciones del proteinogramaproteinograma: : (albúmina)(albúmina) Albúmina/ bilirrubina Bisalbuminemia αα11 αα22 ββ γγAlbAlb Bisalbuminemia Analbuminemia 14 Alteraciones del Alteraciones del proteinogramaproteinograma: (albúmina): (albúmina) Causas de la Causas de la hipoalbuminemiahipoalbuminemia:: •Artefactual (por dilución): • Error en la toma (miembro infundido) • Excesiva administración parenteral de líquidos •Redistribución: • Posicional (de pie, vs.decúbito) • Aumento de la permeabilidad capilar (postoperatorio, shock) • Retención de líquido (edema) •Balance negativo: • Menor síntesis (enfermedad crónica hepática, malnutrición, síndromes de malabsorción) • Mayor catabolismo (muchos procesos patológicos con balance negativo de N2) • Pérdidas (enfermedad renal, quemaduras extensas, epidermolisis, enteropatías) Alteraciones del Alteraciones del proteinogramaproteinograma: (albúmina): (albúmina) Consecuencias de la Consecuencias de la hipoalbuminemiahipoalbuminemia:: •Edema: • Extravasación de líquido, edema •Transporte: • Muchos compuestos endógenos van unidos a albúmina (Ca2+, ácidos grasos) • Muchos fármacos se unen a albúmina. Puede aumentar la fracción libre de fármaco, y con ello un exceso de efecto farmacológico. • Desplazamiento de un fármaco por otro, y aumento de la concentración libre plasmática 15 Medida cuantitativa de proteínas plasmáticasMedida cuantitativa de proteínas plasmáticas 1. Reacción de biuret. Valores normales de proteína total (6-8 g/100ml). 2. Medida de proteínas específicas por métodos inmunológicos (nefelometría, inmunodifusión radial) La Respuesta de Fase AgudaLa Respuesta de Fase Aguda 16 FF IL6IL6 E TNFTNFαα KK ILIL--11 VirusVirus NecrosisNecrosis Fibroblastos (F)Fibroblastos (F) EndotelialesEndoteliales (E)(E) QueratinocitosQueratinocitos (K)(K) HGF, LIFHGF, LIF ILIL--66 ILIL--11 TNFTNFαα ACTH GlucocorticoidesGlucocorticoides + - ++ Biochem. J. 265, 621-636 (1990). Citoquinas e Citoquinas e InflamaciónInflamación MonocitosMonocitos MacrofagosMacrofagos Proteínas de Fase AgudaProteínas de Fase Aguda ?? IFNIFN LPSLPS BacteriasBacterias R el at iv e ch an ge so fc yt ok in es 0 1 2 3 Patients Controls 0 1 2 0 4 8 12 16 20 24 Time (hours) 0 1 2 3 4 5 IL-6 IL-1β TNF-α 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 C N N -M C R IN F IN F - M C R cp m /m g pr ot ei n Aparición secuencial de citoquinas durante la inflamaciónAparición secuencial de citoquinas durante la inflamación Infarto de Infarto de miocardiomiocardio • Am. J. Physiol. 269, R229-R235 (1995). 17 -F ol d in cr ea se In hi bi tio n (% ) -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 SAA CRP HTG ACH FBN AAT AGP AMG FNT TRF ALB -35 -25 -15 -5 5 15 25 SAA CRP HTG ACH FBN AAT AGP AMG FNT TRF ALB -35 -25 -15 -5 5 15 25 SAA CRP HTG ACH FBN AAT AGP AMG FNT TRF ALB rhILrhIL--66 rhILrhIL--11ββ rhTNFrhTNFαα La La InterleukinaInterleukina 6 es la señal inflamatoria más 6 es la señal inflamatoria más potente para los hepatocitos humanospotente para los hepatocitos humanos Fundamento de la Fundamento de la inmunodifusióninmunodifusión radialradial Patrón 1 Patrón 2 Patrón 3 Patrón 4 Patrón 5 ProblemaProblema 1. Preparación de la placa1. Preparación de la placa 2. Adición de 2. Adición de agaragar con anticuerpocon anticuerpo 4. Difusión4. Difusión 3. Aplicación de las muestras3. Aplicación de las muestras 18