PROTEINE DEL PLASMA (PPs)

Il plasma è la parte non corpuscolata del sangue. Si ottiene facendo centrifugare un campione di sangue intero con un anticoagulante. Nella provetta la parte corpuscolata si disporrà sul fondo, il plasma in superficie. Se si lascia coagulare il sangue e si centrifuga si ottiene il siero. La differenza tra plasma e siero è che il plasma non contiene fibrinogeno (sostanza usata durante la coagulazione). Il plasma contiene più di 300 proteine diverse (pps). Molte condizioni patologiche influenzano il livello di pps. Sono principalmente sintetizzate nel fegato. Alcune sono prodotte in altri siti. Un adulto normale contiene circa 70 g / L di pps 

Funzioni

Molte proteine plasmatiche sono dei tamponi, cioè aiutano a mantenere costante il pH del sangue. Hanno un ruolo nella coagulazione e fibrinolisi (trombina e plasmina etc); mantengono la pressione oncotica del plasma (l’albumina); hanno funzioni di trasporto (albumina, prealbumina, globuline); di difesa (immunoglobuline e complemento); hanno proprietà enzimatiche , molte proteine plasmatiche sono delle proteasi, alcune sono inibitori di proteasi.

In questa immagine sono elencate alcune proteine plasmaticheche trasportano sostanze, che sono 

Misurazione delle PPs

La misura delle proteine del sangue avviene nel siero. La misurazione quantitativa di una proteina specifica si fa attraverso reazioni chimiche o immunologiche. Una misura semiquantitativa si ottiene mediante elettroforesi: le proteine sono separate in base alla loro carica elettrica in elettroforesi, sono state osservate cinque bande separate di proteine, queste bande cambiano nella malattia. 

A scopo diagnostico le proteine del plasma vengono separate e determinate mediante elettroforesi su lastrine di gel di acetato di cellulosa o di agarosio o su colonne capillari, a pH 8,6. Questo pH è superiore al loro punto isoelettrico per cui tutte le proteine assumono carica negativa e migrano verso l’anodo. 

Qui c’è un esempio di separazione delle proteine plasmatiche per elettroforesi. Si chiama elettroferogramma, le bande possono essere evidenziate con opportune colorazioni. La proteina che migra più velocemente è l’albumina, in virtù del maggior numero di cariche negative e della massa molecolare più piccola, seguita nell’ordine dalle globuline a1, a2, b1, b2 e g, ciascuna composta da un numero più o meno elevato di differenti proteine. La striscia viene fatta attraversare da un raggio laser, in questo modo si apprezza la densità di ciascuna banda attraverso i tracciati densiometrici. Otteniamo una serie di picchi corrispondenti alle singole bande. I picchi possono essere di diverso tipo: alti e stretti che significa che le proteine migrate sono uguali tra loro; bassi e larghi significa che le proteine migrate sono eterogenee. Il risultato che otteniamo è il tracciato elettroforetico. E’ possibile anche misurare l’area sottostante alla curva, e da essa ricavare l’area di ciascun picco. 

Tipi di proteine del plasma

I principali tipi di plasma proteine sono: la Prealbumina, l’Albumina, le α1-Globuline(a1- antitripsina, α-fetoproteina), le α2-Globuline(Ceruloplasmina, aptoglobina), le β-Globuline (CRP, transferrina, β2-microglobulina,) e le γ- Globuline. 

• La prealbumina, o transtiretina, precede il picco di albumina, è un trasportatore plasmatico per gli ormoni tiroidei e per il retinolo (vitamina A). Il retinolo funge da co-trasportatore. Non solo veicola questi ormoni negli organi periferici ma anche nel SNC. Migra più velocemente dell'albumina nell'elettroforesi, viene separata da immunoelettroforesi. Ha livelli inferiori in caso di malattia epatica, sindrome nefrosica, risposta infiammatoria nella fase acuta, malnutrizione. Ha un’emivita breve (2 giorni). E’ composta da un’elevatissima percentuale di amminoacidi essenziali. Questo la rende un marcatore di buona salute nutrizionale. Ci aiuta a capire se ci sono problemi legati alla dieta oppure un problema di assorbimento. Diminuisce rapidamente nei casi di catabolismo aumentato.

• L’albumina è la proteina plasmatica più abbondante (~ 40 g / L) nell'adulto normale. Rappresenta il 60% delle proteine plasmatiche. Viene sintetizzata nel fegato come preproalbumina e secreta come albumina. Ha un’emivita nel plasma di 20 giorni. Diminuisce rapidamente in condizioni di scarsa nutrizione, in lesioni, infezioni e interventi chirurgici. La sua funzione principale è quelle di mantenere la pressione oncotica nel sangue. La pressione oncotica è la pressione osmotica esercitata dalle proteine plasmatiche che attira l'acqua nel sistema circolatorio. Mantiene la distribuzione dei fluidi all'interno e all'esterno delle cellule e il volume del plasma. L'80% della pressione oncotica plasmatica è mantenuta dall'albumina. Se misuriamo le proteine plasmatiche in un soggetto con edema agli arti inferiori, troveremo che sono più o meno costanti ma la quantità di albumina è sicuramente più bassa. Basta una diminuzione del 10% (da 4g a 3.7g) a dar luogo a manifestazioni edematose.   L’albumina è anche un trasportatore non specifico di ormoni, calcio, acidi grassi liberi, farmaci. Trasporta anche la bilirubina, prodotto di derivazione dell’emoglobina, sintetizzato a livello della milza, del midollo, del fegato. La bilirubina è assolutamente insolubile e ha la tendenza ad attraversare le membrane, e se ciò avviene a livello encefalico può causare gravi danni. Le cellule dei tessuti possono assumere l'albumina mediante pinocitosi, dove viene idrolizzata in aminoacidi. E’ utile nel trattamento di malattie epatiche, emorragie, shock e ustioni.

 Ipoalbuminemia:

• Diminuzione della sintesi di albumina (cirrosi epatica, malnutrizione)
• Aumento di perdita di albumina: può essere causato da un aumentato catabolismo nelle infezioni, oppure un’ escrezione eccessiva da parte dei reni (sindrome nefrosica) o una perdita eccessiva nell'intestino o gravi ustioni (perdita di plasma in assenza di barriera cutanea). 

Gli effetti di un’ipoalbuminenia sono: 

• edema dovuto a bassa pressione oncotica dove il livello di albumina diminuisce nelle malattie del fegato causando una bassa pressione oncotica; il fluido si sposta negli spazi interstiziali causando edema; 
• trasporto ridotto di farmaci e altre sostanze nel plasma; calcio ridotto legato alle proteine; 
• calo del livello di calcio plasmatico totale; il livello di calcio ionizzato può rimanere normale. 

Iperalbuminemia

 non sono note condizioni cliniche che inducono il fegato a produrre grandi quantità di albumina. L'unica causa dell'iperalbuminemia è la disidratazione. 

• α1-Globuline

1. a1-Antitripsina viene sintetizzata dal fegato e dai macrofagi e viene rilasciata nell’infiammazione. E’ una proteina della fase acuta. Inibisce le proteasi seriniche, che sono prodotte endogenamente come la tripsina, chimotripsina, e da qui viene il nome, ma nel plasma inibisce quelle extracellulari prodotte dai leucociti contro i batteri, come l’elastasi. Le infezioni portano al rilascio di proteasi da parte di batteri e leucociti.

                        Sono conosciuti oltre 30 tipi di a1-Antitripsina. Il più comune è il tipo M.                                     

C’è un deficit genetico della a1-Antitripsina, che causa una carenza di a 1-Antitripsina. La sintesi alterata dell’a1- Antitripsina avviene nel fegato ma la proteina non viene secreta. a 1-Antitripsina si accumula negli epatociti e c’è un deficit nel plasma. La mutazione causa un mancato folding della proteina nel reticolo endoplasmatico dell’epatocita, la proteina non viene secreta e si accumula nell’epatocita. Questo accumulo attiva le stress proteins dell’ER che attivano l’apoptosi. C’è un danno epatico e c’è un deficit nel plasma.  

Come conseguenze cliniche: l’ittero neonatale con colestasi, la cirrosi epatica dell’infanzia e l’enfisema polmonare nei giovani adulti La diagnosi di laboratorio si basa sulla mancanza della banda di a1-globulina nell’elettroforesi proteica. Si misura quantitativamente l’a1- Antitripsina attraverso l’immunodiffusione radiale, l’elettroforesi bidimensionale o la nefelometria. 

L’ a1-Antitripsina inoltre è un anti-proteasi, un inibitore dell’elastasi dei leucociti che degrada l’elastina degli alveoli polmonari. L’eccesso di elastasi digerisce le fibre elastiche e altre proteine del tessuto connettivo dei polmoni. Gli individui affetti da enfisema polmonare devono respirare molto più energicamente rispetto agli individui normali per scambiare lo stesso volume d’aria, i loro alveoli sono molto meno elastici del normale.

1. a Fetoproteina (AFP) Sintetizzata nell’embrione e nel feto dalle cellule parenchimali del fegato I livelli di AFP aumentano gradualmente durante la vita intra-uterina e raggiungono i livelli (molto bassi comunque) dell’adulto alla nascita.
   La funzione è sconosciuta nell’adulto, può proteggere il feto dall’attacco immunologico della madre Elevati livelli materni di AFP sono associate con:
   Difetti del tubo neurale (spina bifida), anencefalia (fuoriesce nel liquido amniotico). Diminuiti livelli materni di AFP sono associate con aumentato rischio di sindrome di Down Nell’adulto AFP è un marcatore tumorale per: epatoma e cancro del testicolo 

• α2-Globuline

1. Ceruloplasmina è sintetizzata dal fegato, lega il rame. Contiene >90% di rame del siero. Costituisce una riserva di rame. Ha attività ossidoreduttasica, inattiva i ROS causando danno tessutale nella risposta della fase acuta. Importante per l’assorbimento del ferro dall’ intestino
   Nella Malattia di Wilson (una malattia rara) c’è un accumulo di rame nel fegato e nel cervello, associato a bassi livelli plasmatici di ceruloplasmina. Il rame può indurre danni per cui occorre fare una dieta a basso di rame. A livello intestinale, abbiamo un trasportatore che attira all'interno il rame, lo porta negli enterociti. Qui c'è un'ATPasi, l'ATPasi di Menkes (una Cu-ATPasi) che pompa il rame verso l'apparato circolatorio: in questo modo noi introduciamo il rame nel sangue. Il rame viaggia soprattutto legato all'albumina e alla transcupreina. Quando arriva al fegato, probabilmente una reduttasi (ancora non identificata) riduce il rame e, a questo punto, il rame può entrare negli epatociti. 

Il rame che è arrivato nel fegato può seguire due vie: 

1) legarsi alla ceruloplasmina e tornare in circolo

2) Finire nella bile: questo è l'unico modo che il corpo umano ha per eliminare il rame. Questi due passaggi (o rame incorporato nella cerulopalsmina o rame nella bile) richiedono attività di un'altra ATPasi, l'ATPasi di Wilson. Se manca l'ATPasi di Wilson il corpo umano non riesce a produrre la ceruloplasmina. 

L'Aptoglobina: viene sintetizzata dal fegato, si lega all’emoglobina libera per formare complessi che sono metabolizzati nel sistema reticolo endoteliale (RES). Limita la perdita di ferro perchè previene la perdita di Hb nel rene. I livelli plasmatici diminuiscono durante l’emolisi. 

• β-Globuline

Transferrina. La principale proteina trasportatrice del ferro nel plasma. 30% saturata con il ferro. I livelli plasmatici scendono in caso di malnutrizione, malattie del fegato, infiammazione, tumori. Un deficit di ferro risulta in un’aumentata sintesi epatica di transferrina. E’una proteina della fase acuta negativa.

b2 microglobulina. Componente del Sistema HLA. Presente sulla superficie dei linfociti e della maggior parte delle cellule nucleate. Filtrata dai glomeruli renali per la sua piccola dimensione ma per la maggior parte (più del 99%) viene riassorbita. Troviamo degli elevati livelli sierici in insufficienza renale. In alcune malattie possiamo avere un overproduzione. Si può utilizzare come marcatore tumorale per: Leucemia, linfoma, mieloma multiplo 

Proteina C reattiva (CRP). Classico esempio di proteina della fase acuta sintetizzata dal fegato. Lega un pattern particolare sulla superficie dei microrganismi. Funge da ponte tra elemento estraneo e cellula effettrice. Le proteine C reattive sono delle opsonine, favoriscono l’interazione con le cellule del sistema immunitario e la fagocitosi. La Proteina C reattiva viene utilizzata come marker infiammatorio. Il suo dosaggio viene valutato dopo un intervento chirurgico. Chi ha subito un intervento viene monitorato. Dovrebbe diminuire mano a mano che si risolve la parte chirurgica. In corso di infezione nei primi giorni post-intervento si ha un aumento violento di proteina C. È importante per la fagocitosi. In molte condizioni infiammatorie come l’artrite reumatoide può produrre avere alti livelli plasmatici. Anche essa può essere utilizzata come marcatore dell’ischemia cardiaca 

Ipergammaglobulinemia

 Può essere attivata dalla stimolazione di cellule B (ipergammaglobulinemia policlonale) oppure da una proliferazione monoclonale (Paraproteinemia).

Ipergammaglobulinemia policlonale: stimolazione di molti cloni di cellule B, produce un ampio spettro di anticorpi. La banda delle gamma-globuline appare grande in elettroforesi.
 Condizioni cliniche: infezioni acute e croniche, malattie autoimmuni, malattie epatiche croniche. 

Ipergammaglobulinemia monoclonale: proliferazione di un singolo clone di cellule B che produce un singolo tipo di Ig. Appare come una banda densa separata (paraproteina o banda M) in elettroforesi. Le paraproteine sono caratteristiche della proliferazione maligna delle cellule B.
 Condizione Clinica: mieloma multiplo.  

Proteine della Fase Acuta Positiva

Proteine che variano in quantità in risposta a processi infiammatori. Vengono prodotte dal fegato e la loro sintesi è regolata dalle citochine. Sono la risposta acuta immediata del fegato a processi infiammatori locali o sistemici. Hanno un aumento molto alto entro le 24h, sono dei markers ottimali. In seguito all’infiammazione i globuli bianchi producono tutta una serie di citochine, interleuchine ecc. che servono per preparare il corpo umano a difendersi dal processo infiammatorio. Tra queste c’è IL-6 il cui compito principale è quello di stimolare il fegato a produrre tutta una serie di proteine del siero che servono a fronteggiare lo stato infiammatorio (proteina C, fibrinogeno, ceruloplasmina ecc.). Quindi in presenza di uno stato infiammatorio, il fegato si mette a produrre una maggiore quantità di proteine del siero. Per compensare questa aumentata sintesi, alcune proteine vengono prodotte in minor quantità, soprattutto l’albumina (proteina della fase acuta negativa). Questo aumento della produzione di proteine è responsabile dell’aumento della VES (velocità di eritrosedimentazione). Per molti anni VES è stata il classico marcatore dei processi infiammatori, oggi sostituito dal dosaggio della proteina C reattiva che è più specifica e produce meno falsi positivi. I livelli di proteine del plasma della fase acuta aumentano in caso di infezione, infiammazione, tumori, traumi, chirurgia. Queste proteine sono i reattivi della fase acuta e vengono sintetizzate come risposta a un danno al corpo. Esempi: a1-Antitripsina, aptoglobina, ceruloplasmina, fibrinogeno, proteina c-reattiva
I mediatori che causano l’aumento di queste proteine dopo il danno sono: leCitochine (IL-1, IL-6), i tumor necrosis factors a e b, interferoni, platelet activating factor.

Proteine della Fase Acuta Negativa

Queste proteine diminuiscono nell’infiammazione i valori di  albumina, prealbumina, transferrina
Vengono mediate dalla risposta infiammatoria via citochine e ormoni.

La sintesi di queste proteine diminuisce per risparmiare aminoacidi per le proteine della fase acuta positiva.