Альбумин человека: структура и функции¶

Альбумин человека — это глобулярный белок плазмы крови, синтезируемый преимущественно в печени и составляющий около половины общего содержания белков плазмы. Молекулярная масса альбумина человека составляет приблизительно 66,5 кДа, он относится к семейству сывороточных альбуминов и является одним из наиболее изученных белков человеческого организма. Основные функции альбумина — поддержание онкотического давления плазмы, транспорт множества эндогенных и экзогенных веществ, а также участие в буферных и антиоксидантных процессах.

¶Структура молекулы

Молекула альбумина человека представляет собой одиночную полипептидную цепь из 585 аминокислотных остатков, стабилизированную 17 дисульфидными связями. Белок имеет форму эллипсоида с размерами примерно 3 × 3 × 14 нм и состоит из трёх гомологичных доменов (I, II и III), каждый из которых, в свою очередь, делится на два субдомена (A и B). Такая доменная организация обеспечивает конформационную гибкость, позволяющую альбумину связывать лиганды различной химической природы.

В молекуле выделяют несколько основных центров связывания. Сайты Судана I и II (drug-binding sites I и II) отвечают за связывание многих лекарственных препаратов, а также жирных кислот и билирубина. Ключевую роль в связывании играют остатки триптофана (Trp214) и тирозина. Наличие большого количества заряженных аминокислот (лизина, глутаминовой и аспарагиновой кислот) придаёт белку высокую гидрофильность и суммарный отрицательный заряд при физиологическом значении pH.

¶Синтез и распределение

Синтез альбумина происходит в гепатоцитах печени со скоростью около 10–15 г в сутки у взрослого здорового человека. Период полужизни белка в плазме составляет примерно 19–20 дней. Концентрация альбумина в сыворотке крови взрослого человека в норме составляет 35–50 г/л, что соответствует примерно 0,6 ммоль/л. Помимо плазмы, альбумин обнаруживается в интерстициальной жидкости, лимфе и других биологических жидкостях, однако его концентрация там существенно ниже.

Регуляция синтеза альбумина зависит от ряда факторов: коллоидно-осмотического давления, питания (особенно поступления аминокислот), гормонального статуса (инсулин, глюкокортикоиды) и наличия воспалительных процессов. При воспалении синтез альбумина снижается, поскольку печень переключается на продукцию белков острой фазы.

¶Функции

Альбумин выполняет несколько ключевых физиологических функций:

• Поддержание онкотического давления. На долю альбумина приходится около 75–80 % коллоидно-осмотического давления плазмы, что определяет распределение жидкости между сосудистым руслом и тканями.
• Транспортная функция. Альбумин связывает и переносит жирные кислоты, билирубин, желчные кислоты, гормоны (тироксин, кортизол), витамины, микроэлементы (ионы меди, цинка), а также множество лекарственных препаратов — сульфаниламиды, бензодиазепины, варфарин, салицилаты и другие.
• Буферная функция. Благодаря наличию множества ионогенных групп альбумин участвует в поддержании постоянства pH крови, обеспечивая около 10 % общей буферной ёмкости плазмы.
• Антиоксидантная активность. Свободный цистеиновый остаток (Cys34) в молекуле альбумина способен связывать свободные радикалы и реактивные формы кислорода.
• Инактивация и детоксикация. Альбумин связывает и тем самым снижает токсичность ряда ксенобиотиков и продуктов метаболизма.

¶Клиническое значение

Отклонения концентрации альбумина в крови служат важным диагностическим признаком. Гипоальбуминемия (снижение уровня ниже 35 г/л) наблюдается при заболеваниях печени (цирроз, гепатит), нефротическом синдроме, тяжёлых ожогах, белково-энергетической недостаточности, хронических воспалительных процессах и мальабсорбции. Выраженная гипоальбуминемия приводит к отёкам, асциту и снижению эффективности действия лекарств, связывающихся с белком.

Гиперальбуминемия встречается редко и обычно обусловлена дегидратацией (сгущением крови), а не истинным увеличением синтеза белка.

Препараты человеческого альбумина применяются в клинической практике для коррекции гиповолемии, при шоке, ожоговой болезни, нефротическом синдроме, а также при проведении плазмафереза. Растворы альбумина выпускаются в концентрациях 5 %, 10 % и 20 %. Их получают из плазмы доноров путём фракционирования (метод Кона). Применение альбумина требует осторожности, поскольку необоснованное использование может вызывать перегрузку объёмом и другие нежелательные эффекты.

¶Методы определения

Количественное определение альбумина в биологических жидкостях проводят несколькими методами:

¶Альбумин как маркер

Уровень альбумина широко используется в клинической практике как интегральный показатель состояния белкового обмена и функции печени. В ряде прогностических шкал (например, шкала Чайлд — Пью для оценки тяжести цирроза) концентрация альбумина входит в число ключевых параметров. Кроме того, соотношение альбумин/глобулин применяется для дифференциальной диагностики хронических заболеваний печени и некоторых иммунопатологических состояний.

Альбумин человека также служит модельным объектом в биофизических и биохимических исследованиях — благодаря доступности, стабильности и хорошо изученной структуре его используют для изучения механизмов связывания лигандов, фолдинга белков и взаимодействия с наноматериалами.