Proteine plasmatiche. Lipoproteine Plasmatiche

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Proteine plasmatiche

Lipoproteine Plasmatiche

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Proteine plasmatiche

Le proteine plasmatiche ammontano in totale a circa 68-86 g/L e sono costituite da una mescolanza di specie molecolari diverse per natura chimica, origine e funzioni

Caratteristiche chimico-fisiche

In base alla solubilità, le proteine sieriche sono frazionabili in albumine, solubili in acqua e globuline solubili in soluzioni saline.

Metabolismo

Sono sintetizzate prevalentemente dal fegato, ad eccezione delle immunoglobuline (sintetizzate dalle plasmacellule), di alcuni costituenti del sistema del complemento (sintetizzati dai macrofagi), di alcune lipoproteine (sintetizzate dalle cellule intestinali) e da altre proteine endoteliali.

Le proteine sieriche sono in equilibrio dinamico con le componenti dei tessuti e dei liquidi biologici.

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Preparazione del campione

✓ Centrifugare il campione di sangue a 2000 rpm (rivoluzioni per

minuto) x 5 minuti e recuperare il plasma

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COMPOSIZIONE FUNZIONI

A) PLASMA 55%

Liquido quasi limpido color giallo paglierino ACQUA 90%

SOLUTI

PLASMA-PROTEINE 6 -7 g % prodotte soprattutto nel fegato.

B) COMPONENTE CORPUSCOLATA 45% - 48%

(EMATOCRITO)

Siero Albumina 4%

Siero Globuline 2,7%

Fibrinogeno 0,3%

{

^α^β^γ

Trasporto di BILIRUBINA, LIPIDI, STEROIDI Trasporto di FERRO e RAME nel plasma Anticorpi

Precursore della

FIBRINA che forma

Impalcatura del

COAGULO SANGUIGNO CAMPIONE DI

SANGUE RESO INCOAGULABILE (mediante l’aggiunta di anticoagulante e centrifugato)

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Presentano un turnover peculiare per ogni frazione e sono degradate ed eliminate, principalmente, a livello epatico e gastrointestinale.

Globalmente hanno un turnover di rinnovamento del 5% ogni 3 giorni, con rinnovamento completo ogni 2 mesi circa

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FUNZIONI BIOLOGICHE DELLE PROTEINE PLASMATICHE

Le proteine plasmatiche sono di interesse in biochimica clinica in quanto consentono di avere

informazioni sul metabolismo proteico del fegato e quello degli altri organi e tessuti; inoltre, sono facilmente analizzabili e consentono di ottenere informazioni sul metabolismo proteico dell’intero organismo.

Alcune proteine rivestono precise funzioni biologiche nel plasma:

Funzione nutritiva (soprattutto frazione albuminica);

Capacità tampone

Coagulazione e fibrinolosi (molte proteine coinvolte nella cascata emocoagulativa sono presenti nel plasma, alcune allo stato attivo altre in uno stato inattivo);

Fattori di difesa (immunoglobuline e fattori del complemento);

Funzioni di trasporto (le proteine plasmatiche rendono biodisponibili molte sostanze insolubili in acqua: lipidi, ormoni steroidei, vitamine liposolubili, bilirubina, ecc.;

Mantenimento della pressione colloidoosmotica (l’albumina in particolare gioca un ruolo chiave nella distribuzione dei fluidi extracellulari).

Altre proteine, come gli ormoni, alcuni enzimi, presentano una localizzazione plasmatica transitoria, ma non esplicano funzioni biologiche.

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Analisi elettroforetica delle proteine del siero Elettroforesi su gel Le proteine sono elettroliti anfoteri (possono

ionizzarsi come cationi o come anioni a seconda del pH del mezzo e del loro punto isoelettrico.

La mobilità elettroforetica dipende da

• carica elettrica

• massa

• forma

A/G 1,42

+ -

catodo

anodo

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ALTERAZIONI DELLE PROTEINE SERICHE

Alterazioni nella concentrazione sierica delle proteine possono riscontrarsi sia in condizioni patologiche a carico del metabolismo proteico, sia in situazioni che alterano il volume ematico (volemia), sia infine in concomitanza con specifiche patologie.

Questo sottolinea che il valore assoluto non è indicativo, né riflette generalmente le variazioni quantitative di singole entità proteiche.

L’aumento delle proteine totali può essere causato da:

• Disidratazione o processi di emoconcentrazione sia fisiopatologici che legati a fenomeni di stasi durante il prelievo: in questi casi si ha un aumento proporzionale di tutte le frazioni proteiche;

• Un aumento delle gamma-globuline, in alcune malattie croniche (es., cirrosi epatica, malattie autoimmuni)

• Presenza di proteine abnormi (derivate da cloni unicellulari).

Un fenomeno di più frequente riscontro è la diminuzione delle proteine totali:

• Una riduzione della protidemia si riscontra in seguito a diminuita sintesi proteica (per insufficiente apporto proteico alimentare, malassorbimento, ecc.), o ad aumentata perdita proteica (attraverso il rene, l’intestino, per emorragie, in seguito ad ustioni o neoplasie)

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FUNZIONI BIOLOGICHE DEGLI ENZIMI (PROTEINE PRESENTI IN TRACCIA NEL PLASMA)

Gli enzimi sono catalizzatori biologici, accelerano la velocità delle reazioni senza venire consumati e senza alterarne l’equilibrio.

Gli enzimi presentano specificità di substrato (di gruppo, assoluta, e talvolta stereospecificità)

Metodi di dosaggio e unità di misura

1. Misure di massa: complesse e poco significative

2. Misure di attività enzimatica: non si misura la concentrazione della singola proteina enzimatica ma la sua attività biologica, cioè quantità di substrato consumato o quantità di prodotto formato nell’unità di tempo.

Questo tipo di saggio non richiede preventivo isolamento della proteina enzimatica.

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Saggi enzimatici

Gli enzimi possono essere dosati in diversi campioni biologici (plasma o siero, saliva, urine, feci, lacrime, succhi intestinali, essudati,

trasudati).

-Valutazione dell’attività di produzione dell’enzima (enzimopatie) -Valutazione della quantità di enzima dismesso dalle cellule per iperproduzione o danno cellulare

Collocazione degli enzimi: citosolica, mitocondriale, nucleare, organelli cellulari, membrane cellulari.

Il quadro enzimatico può essere tessuto specifico

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L’utilizzazione clinica dei dosaggi enzimatici si basa quindi su:

1. Differenze nella concentrazione di enzimi che si osservano nei vari tessuti;

2. Localizzazione intracellulare degli stessi;

3. Presenza di isoenzimi o isoforme specifiche per determinati

tessuti o cellule

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Vantaggi Praticità

Costi contenuti Svantaggi:

1. La misura dell’attività si correla ovviamente alla sola quantità di enzima attivo; nessuna indicazione sulla quantità di enzima prodotto e di eventuali frazioni inattive;

2. La misurazione della frazione attiva non tiene conto delle situazioni ambientali capaci di modificare l’attività enzimatica (inibitori o potenziatori dell’enzima, condizioni della reazione….);

3. Rare ma possibili interferenze dovute per lo pià alla presenza di

altri enzimi a concentrazione anomala

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Lipoproteine

plasmatiche

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Funzioni delle lipoproteine

Trasporto degli acilgliceroli dai luoghi di assorbimento o sintesi ai luoghi di utilizzo o deposito

Trasporto del colesterolo dai luoghi di

assorbimento ai tessuti e dai tessuti ai luoghi di

escrezione (trasporto inverso del colesterolo).

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I lipidi

Caratteristica comune: essere insolubili in acqua

Molte funzioni biologiche, tra cui:

-principali forme di riserva energetica (grassi e oli)

-elementi strutturali delle membrane plasmatiche (fosfolipidi e steroli) -cofattori enzimatici (vitamina K)

-agenti emulsionanti del tratto intestinale (Sali biliari)

-ormoni (derivati della vitamina D e ormoni sessuali)

-vitamine

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Colesterolo

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Lipidi plasmatici Lipidi totali 570-590 mg/dL Triacilgliceroli (TG) 70-170 mg/dL Fosfolipidi tot (PL) 130-280 mg/dL Colesterolo tot 150-200 mg/dL

70% esteri colesterolo (CE) 30% colesterolo libero (C)

Acidi grassi liberi (FFA) 5-15 mg/dL

(5% dei lipidi totali)

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Trasporto Lipidi

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STRUTTURA DELLE LIPOPROTEINE

apo lipo

proteina

fosfolipide colesterolo non

esterificato

colesterolo esterificato

trigliceridi

rivestimento polare di superficie Nucleo

lipidico

non polare

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Lipoproteine

Aggregati sopramolecolari di lipidi e proteine in strutture micellari.

Si tratta di particelle sferiche contenenti un nucleo di lipidi idrofobici (TG e CE), rivestito da un monostrato di lipidi

anfipatici (PL e C) e apolipoproteine.

Le apolipoproteine sono immerse nella particella con i loro bordi idrofobici rivolti verso il core idrofobico e quelli idrofilici rivolti verso l’esterno.

Le apolipoproteine hanno funzioni diverse:

•strutturali,

•enzimatiche,

•di ricoscimento recettoriale

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Classification of Lipid Fractions

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Ultracentrifugazione Elettroforesi

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Lipoprotein dimension

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M Gurr, J Harwood, K Frayn. Lipid Biochemistry An Introduction 5th ed (Blackwell, 2002)

Le lipoproteine

Un estere del colesterolo

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Plasma lipoproteins purification

Plasma added with NaBr

(d=1.3 g/mL)

285000 x g for 48 h at 15°C

0.6% NaCl solution (d=1.006 g/mL)

BECKMAN - Optima L90 series SW 40 Ti Rotor

VLDL

LDL HDL

Plasma proteins

285000 x g 24 h at 15°C

Washing:

-VLDL at d=1.006 g/mL -LDL at d=1.063 g/mL -HDL at d=1.21 g/mL

LDL

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Single Spin

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Densità g/ml Assorbanza 280 nm

Tracciato generico

1.019 1.210

VLDL

LDL HDL

Plasma proteins

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METABOLISMO DEI LIPIDI

lipidi alimentari: ogni giorno vengono ingeriti 100 g di trigliceridi

Essi vengono complessati con i sali biliari, portati a livello degli enterociti, trasformati in acidi grassi dalle lipasi e così assorbiti.

Tale assorbimento è molto efficiente, circa il 90% degli acidi grassi che pervengono all’intestino vengono assorbiti.

Dopo l'assorbimento gli acidi grassi vengono reincorporati nei trigliceridi o nei fosfolipidi.

Il colesterolo (circa 1 g/die) viene assorbito con gli acidi grassi ma con efficienza nettamente inferiore (circa il 50% di quello ingerito).

La quasi totalità dei trigliceridi/acidi grassi circolanti deriva dall’assorbimento alimentare.

Al contrario, il colesterolo alimentare rappresenta solo 1/3 del

colesterolo circolante

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I grassi della dieta

Sali biliari:

composti anfipatici derivati del colesterolo sintetizzati nel fegato

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Recettore LDL

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Effetti dell’apporto di colesterolo esogeno sul biochimismo cellulare:

1. BLOCCO DELLA PRODUZIONE ENDOGENA per inibizione della attività della HMGCoa- reduttasi

2. ATTIVAZIONE DEL MECCANISMO DI

DEPOSITO per attivazione dell’enzima ACAT (acilCoA-colesterol aciltransferasi)

3. BLOCCO DELLA SINTESI DEI RECETTORI

PER LE LDL inibendo la trascrizione del gene in

mRNA

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Lipoproteine “buone” e “cattive”

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Lipidi plasmatici e aterosclerosi

Origine alimentare

vasi chiliferi

T. Muscolare T. Adiposo

Lipidi plasmatici e aterosclerosi

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LDL trapping

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Fig. 1: eventi potenzialmente rilevanti per lo sviluppo di una placca ateromatosa (tratto da Camejo et al.

Atherosclerosis 1998; 139:205-222).

RETENTION HYPOTHESIS (Williams, Tabas 1995)

Ritenzione selettiva di lipoproteine contenenti apo B-100, LDL e Lp(a),

nell’intima vasale mediata da alcuni componenti macromolecolari della

matrice extracellulare (principalmente dai proteoglicani).

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Fig. 2: schema della progressione di un ateroma (tratto da P. Libby Nature 2002; 420:868-874).