Альбумины: строение, функции и клиническое значение¶

Альбумины — это группа водорастворимых глобулярных белков, составляющих значительную долю белков плазмы крови и ряда других биологических жидкостей. Наиболее изученным представителем группы является сывороточный альбумин человека (HSA), синтезируемый в печени. Альбумины выполняют транспортную, коллоидно-осмотическую и резервную функции, а их концентрация в крови служит важным диагностическим показателем состояния организма.

¶Общая характеристика

Альбумины относятся к простым белкам: их молекула состоит только из аминокислотных остатков и не содержит небелковых компонентов (протетических групп), в отличие от сложных белков — гликопротеинов или липопротеинов. Характерные свойства:

• высокая растворимость в воде и разбавленных солевых растворах;
• осаждение при насыщении раствора сульфатом аммония (высаливание);
• относительно небольшая молекулярная масса по меркам плазменных белков;
• выраженная электрофоретическая подвижность (альбуминовая фракция движется к аноду быстрее глобулинов).

¶Сывороточный альбумин человека

Молекула HSA состоит из одной полипептидной цепи из 585 аминокислотных остатков и имеет молекулярную массу около 66,5 кДа. Белок имеет глобулярную форму и содержит три гомологичных домена, каждый из которых подразделяется на два субдомена. Такая структура обеспечивает способность связывать разнообразные лиганды.

Синтез альбумина происходит в гепатоцитах печени со скоростью примерно 10–15 граммов в сутки. Период полувыведения белка из плазмы составляет около 19–20 дней. Нормальная концентрация альбумина в сыворотке крови взрослого человека — примерно 35–50 г/л, что составляет более половины общего белка плазмы.

¶Функции

¶Поддержание онкотического давления

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

¶Транспортная функция

Альбумин связывает и переносит множество веществ:

• жирные кислоты и другие липиды;
• билирубин;
• гормоны (тироксин, кортизол, альдостерон);
• лекарственные препараты (варфарин, диазепам, салицилаты);
• ионы металлов, в частности кальций и цинк;
• токсины и продукты метаболизма.

Связывание делает многие вещества водорастворимыми и регулирует их свободную, биологически активную концентрацию.

¶Резервная и буферная роль

Альбумин служит источником аминокислот при белковом голодании и участвует в поддержании кислотно-основного равновесия крови как амфотерный буфер.

¶Клиническое значение

¶Гипоальбуминемия

Понижение уровня альбумина ниже нормы называется гипоальбуминемией. Основные причины:

• заболевания печени (цирроз, гепатит) со снижением синтеза;
• потери белка через почки (нефротический синдром) или кишечник;
• недостаточное поступление белка с пищей;
• повышенный катаболизм при воспалении, ожогах, опухолях;
• перераспределение жидкости (гемодилюция).

Клинически гипоальбуминемия проявляется отёками, асцитом, снижением эффективности лекарств, связывающихся с белком.

¶Гиперпротеинемия

Повышение концентрации альбумина встречается реже и чаще связано с обезвоживанием (сгущением крови), а не с истинным увеличением синтеза.

¶Применение препаратов альбумина

Растворы человеческого альбумина применяются в медицине для коррекции гиповолемии, шока, ожоговой болезни, а также при некоторых состояниях, сопровождающихся тяжёлой гипопротеинемией. Препарат получают из донорской плазмы с обязательной вирусной инактивацией.

¶Определение концентрации

Уровень альбумина в крови определяют колориметрическими методами, чаще всего с использованием красителей (бромкрезоловый зелёный, бромкрезоловый пурпурный). Метод основан на изменении окраски красителя при связывании с белком. Результат выражают в граммах на литр. В клинической практике также рассчитывают отношение альбумина к глобулинам.

¶Альбумины в других биологических системах

Помимо сывороточного альбумина, к группе относят:

• овальбумин — основной белок яичного белка;
• лактальбумин — компонент молочной сыворотки;
• растительные альбумины — запасные белки семян.

Эти белки различаются по аминокислотному составу и функциям, но сохраняют общее свойство — растворимость в воде.

¶Эволюционные и физико-химические аспекты

Семейство альбуминов (серальбуминов) встречается у позвоночных. У человека и многих млекопитающих сывороточный альбумин — продукт одного гена ALB, расположенного на 4-й хромосоме. Белок отличается высокой эволюционной консервативностью, что отражает его ключевую физиологическую роль. Альбумин способен обратимо менять конформацию при связывании лигандов и изменении pH, что лежит в основе его универсальности как транспортного носителя.