Summary
Highlights
Plasma wird durch die Inhibierung des Gerinnungssystems gewonnen (z.B. mit Zitrat oder Heparin), wobei zelluläre Bestandteile abzentrifugiert werden und die Überstände für die Analyse verwendet werden. Beim Serum lässt man das Blut gerinnen und zentrifugiert den Blutkuchen, um die Serumfraktion zu erhalten. Gerinnungsfaktoren können nicht im Serum bestimmt werden, da sie bereits aktiviert sind.
Der klinisch wichtige Gesamtproteingehalt im Blut beträgt etwa 7,5 g/Deziliter. Zur Analyse der Proteinverteilung wird die Zelluloseacetatfolien-Elektrophorese verwendet, die Proteine nach Oberflächenladung trennt. Proteine, die in der Leber produziert werden, dominieren, mit Ausnahme der Immunglobuline, die von Plasmazellen produziert werden. Die Analyse ergibt ein charakteristisches Muster mit Albumin als stärkster Fraktion (60%).
Plasma- und Serumproteine erfüllen kritische Funktionen wie die Aufrechterhaltung des kolloidosmotischen Drucks (insbesondere Albumin), Transportfunktionen für hydrophobe Substanzen (z.B. Fettsäuren, Hormone), Schutzfaktoren (z.B. Antichymotrypsin gegen Proteasen) und akute Phase Proteine für die Immunabwehr. Die spezifische Immunfunktion ist an Immunglobuline gebunden.
Die Filtration von Plasmaproteinen in der Niere hängt von der glomerulären Filtrationsbarriere ab. Proteine unter 15 Kilodalton werden filtriert und reabsorbiert, während Proteine zwischen 15 und 69 Kilodalton abhängig von ihrer Ladung filtriert werden. Die negativ geladene Basalmembran stößt negativ geladene Proteine wie Albumin ab. Proteine über 70 Kilodalton werden normalerweise nicht filtriert.
Albumin macht 60% der Plasmaproteine aus und ist für 80% des kolloidosmotischen Drucks verantwortlich. Es bindet Wasser stark und verhindert so die Filtration von Flüssigkeit aus den Kapillaren. Ein Albuminmangel führt zu Ödemen. Albumin ist auch ein wichtiges Transportprotein für freie Fettsäuren, Bilirubin, Pharmaka und Hormone. Lebererkrankungen und nephrotisches Syndrom sind häufige Ursachen für Albuminmangel. Therapeutisch wird Albumin bei Lebererkrankungen oder Verbrennungen substituiert.
Transthyretin, auch Präalbumin genannt, läuft vor Albumin und ist ebenfalls stark negativ geladen. Es wird in Leber und Plexus choroideus gebildet und bindet Schilddrüsenhormone. Es ist nicht primär für den kolloidosmotischen Druck verantwortlich. Bei chronischen Entzündungen sinkt der Spiegels, wodurch es als "Anti-Akute-Phase-Protein" dient. Ein genetischer Mangel kann zu Hyperthyreose-Symptomen führen.
Die Halbwertszeiten der Proteine korrelieren mit ihrem Glykosylierungsgrad, der in der Leber stattfindet. Endständige Sialinsäure-Reste in den Zuckerbäumen sind wichtig. Im Blut verlieren Proteine Sialinsäure, und die Leber erkennt und baut diese gealterten Proteine ab, ein eleganter Mechanismus für den Protein-Turnover.
Die Alpha-1-Fraktion enthält wichtige Protease-Inhibitoren wie Alpha-1-Antitrypsin und Antichymotrypsin. Diese schützen vor Proteasen, die bei Entzündungen oder im Gerinnungssystem freigesetzt werden. Ein Mangel an Alpha-1-Antitrypsin kann zu Lungenemphysemen führen, wie auch chronisches Rauchen durch Inaktivierung des Antitrypsins. Saurer Glykoprotein ist ebenfalls ein wichtiges Akute-Phase-Protein in dieser Fraktion.
Die Alpha-2-Fraktion beinhaltet Alpha-2-Makroglobulin, ein großes Protein und Vorläufer von Kininogenen, die Mediatoren der Entzündungsreaktion sind (z.B. Bradykinin). Haptoglobin, ebenfalls in dieser Fraktion, transportiert freies Hämoglobin, um die Bildung freier Sauerstoffradikale zu verhindern. Niedrige Haptoglobinspiegel sind Marker für Hämolyse.
Die Beta-Fraktion enthält Transferrin, das Eisen bindet und so Eisenverluste über die Niere verhindert. Der Komplementfaktor C3, ein Schlüsselprotein der Komplementkaskade und Akute-Phase-Protein, ist hier ebenfalls vertreten. Fibrinogen, ein zentrales Protein der Gerinnungskaskade, ist nicht in Serum-Elektrophoresen nachweisbar. C-reaktives Protein (CRP) ist ein wichtiges Akute-Phase-Protein und der wichtigste Blutmarker für akute Entzündungen und Zellzerstörung.
CRP ist ein wichtiger Blutmarker für akute Entzündungen und Zellzerstörung, gebildet in der Leber unter dem Einfluss von Zytokinen (insbesondere Interleukin 6). Es erkennt Phosphocholingruppen auf Säugetierzellen und Polysaccharide in bakteriellen Zellwänden. CRP aktiviert immunologische Abwehrsysteme, indem es an zerstörte Gewebe bindet, Makrophagen anlockt und Komplementfaktoren bindet, um die Phagozytose und Immunantwort zu verstärken.
Die Gamma-Globulinfraktion enthält Immunglobuline, die nicht in der Leber, sondern in Plasmazellen (differenzierten B-Lymphozyten) gebildet werden. Das quantitativ stärkste ist IgG. IgA, ein dimeres Antikörper, kommt in Körpersekreten und zum Teil im Blut vor. IgM, ein pentameres Immunglobulin, ist die erste Immunglobulin-Fraktion, die bei Erstkontakt mit einem Antigen gebildet wird. IgE ist relevant bei allergischen Sofortreaktionen.
IgM, ein pentamerer Antikörper, kann bis zu 10 Antigene binden und ist effizient bei der Agglutination großer Antigenstrukturen. IgE ist ein monovalenter Antikörper, der Rezeptoren auf basophilen und eosinophilen Granulozyten (Mastzellen) bindet. Bei Antigenbindung führt dies zur Degranulation und Freisetzung von Mediatoren (allergische Sofortreaktion). IgA, als sekretorischer Antikörper, wird mittels transzellulärem Transport durch Epithelzellen ins Sekret abgegeben und enthält eine sekretorische Komponente.
Typische Muster in der Protein-Elektrophorese helfen bei der Diagnose: Akute Entzündungen zeigen erhöhte Alpha-1- und Alpha-2-Fraktionen. Bei Leberzirrhose sieht man eine Abnahme der Albuminfraktion und einen Anstieg der Immunglobuline (Gammaglobuline) aufgrund von Immunreaktionen. Ein nephrotisches Syndrom führt zu einer relativen Albuminabnahme und einer relativen Zunahme der hochmolekularen Proteine in Alpha-1-, Alpha-2- und Beta-Fraktionen. Monoklonale Banden, starke, spitze Anstiege in der Gammaglobulinfraktion, weisen auf Plasmozytome hin, Tumore des Plasmazellsystems.