Альбумин: белок плазмы крови¶

Альбумин — это водорастворимый глобулярный белок, составляющий наибольшую долю белков плазмы крови человека и многих животных. Молекула альбумина имеет сравнительно небольшую массу (около 66–69 кДа у человека), несёт отрицательный заряд и синтезируется преимущественно в печени. Основные функции альбумина — поддержание онкотического давления плазмы, транспорт множества молекул (жирных кислот, гормонов, лекарств, билирубина, ионов) и участие в регуляции обмена жидкости между кровью и тканями. Помимо крови, альбумины встречаются в яичном белке, молоке, семенах растений и других биологических жидкостях, но их свойства и функции различаются.

¶История изучения

Белковая природа альбумина была установлена в XIX веке в ходе работ по фракционированию белков плазмы. Термин происходит от латинского albus («белый»), что связано со способностью этого белка образовывать белый осадок при денатурации. В середине XX века были разработаны методы выделения альбумина (например, фракционирование по Кону с использованием этанола при низких температурах), что позволило получать очищенные препараты для клинического применения. В 1970-х годах была определена полная аминокислотная последовательность человеческого альбумина, а позднее — его трёхмерная структура методом рентгеноструктурного анализа.

¶Структура и свойства

Молекула человеческого альбумина состоит из единственной полипептидной цепи примерно из 585 аминокислотных остатков. Она организована в три гомологичных домена, каждый из которых делится на два субдомена. Такая структура стабилизирована 17 дисульфидными связями.

Ключевые физико-химические свойства:

• высокая растворимость в воде и разбавленных солевых растворах;
• изоэлектрическая точка около pH 4,7–5,0;
• отрицательный заряд при физиологическом pH, что удерживает ионы и воду;
• способность связывать как гидрофобные, так и заряженные молекулы.

Именно сочетание гидрофобных карманов и заряженных участков делает альбумин универсальным переносчиком.

¶Синтез и содержание в организме

Альбумин синтезируется в гепатоцитах печени со скоростью примерно 10–15 граммов в сутки у взрослого человека. Период полураспада в плазме составляет около 19–20 дней. Концентрация альбумина в сыворотке крови здорового взрослого человека — примерно 35–50 г/л, что составляет около половины общего белка плазмы. Общий пул альбумина в организме распределён между сосудистым руслом и межклеточным пространством, причём во внесосудистом секторе находится значительная его часть.

¶Функции

¶Поддержание онкотического давления

Альбумин обеспечивает около 75–80 % коллоидно-осмотического (онкотического) давления плазмы. Благодаря этому он удерживает воду в сосудистом русле, препятствуя её выходу в ткани. Снижение концентрации альбумина ведёт к отёкам.

¶Транспортная функция

Альбумин связывает и переносит:

• свободные жирные кислоты;
• билирубин;
• стероидные и тиреоидные гормоны;
• многие лекарственные препараты (антибиотики, антикоагулянты, противосудорожные средства);
• ионы металлов, в частности кальций и цинк;
• токсины и продукты метаболизма.

Связывание с альбумином определяет распределение, продолжительность действия и токсичность многих лекарств.

¶Буферная и антиоксидантная роль

Альбумин участвует в поддержании кислотно-основного равновесия крови, а также обладает антиоксидантными свойствами, связывая свободные радикалы и ионы переходных металлов.

¶Клиническое значение

Отклонения концентрации альбумина в крови служат важным диагностическим признаком.

Гипоальбуминемия (снижение уровня) наблюдается при:

• заболеваниях печени (цирроз, гепатиты);
• заболеваниях почек с потерей белка (нефротический синдром);
• недостаточном питании и нарушении всасывания;
• воспалительных и онкологических процессах;
• обширных ожогах и кровопотерях.

Гиперальбуминемия встречается редко и обычно связана с обезвоживанием, а не с истинным увеличением синтеза.

Препараты человеческого альбумина применяются в медицине для коррекции гиповолемии, при шоке, ожогах, асците и некоторых других состояниях. Определение уровня альбумина входит в стандартный биохимический анализ крови и используется для оценки состояния питания, функции печени и почек.

¶Альбумины в других биологических объектах

Помимо сывороточного альбумина, различают:

Эти белки объединяет растворимость в воде и солевых растворах, но их аминокислотный состав и функции существенно различаются.

¶Методы определения

Концентрацию альбумина в биологических жидкостях определяют несколькими способами: колориметрическими методами (например, с бромкрезоловым зелёным), электрофорезом белков, иммунохимическими и хроматографическими методами. В клинической практике наиболее распространён колориметрический анализ с бромкрезоловым зелёным благодаря простоте и воспроизводимости.

¶Значение в науке и промышленности

Альбумин широко используется как модельный белок в биохимических и физико-химических исследованиях. Сывороточный альбумин человека применяется в качестве стабилизатора в вакцинах, при производстве лекарственных форм и в клеточных культурах. В пищевой промышленности альбумины (например, яичный) используются как пенообразователи и связующие компоненты.