Humane Blutplasmaproteine verstehen: Struktur & Funktion

Was ist Plasma?

Der flüssige Teil des Blutes – der Teil, der übrig bleibt, nachdem rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und Thrombozyten entfernt wurden – wird Plasma genannt. Obwohl diese transparente, blassfarbene Flüssigkeit wie Wasser aussieht und tatsächlich zu 90 Prozent aus Wasser besteht, spielt die anderen 10 Prozent eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Immunfunktion, des Sauerstoffgehalts und anderer Funktionen des Körpers. Plasmaproteine machen etwa 6 Prozent des Plasmas aus.

Serumalbumin

Etwa 50 bis 70 Prozent des Proteingehalts des Blutplasmas bestehen aus humanem Serumalbumin (HSA). HSA ist ein Arbeitspferd-Protein, das eine Vielzahl von Zwecken dient. Es ist ein entscheidendes Transportprotein, aufgrund seiner Fähigkeit, sowohl Mineralionen wie Kalzium und Zink als auch größere Moleküle wie Medikamente und Hormone zu binden. Aufgrund seiner Häufigkeit spielt HSA auch eine Schlüsselrolle bei der Aufrechterhaltung des osmotischen Gleichgewichts des Blutes, was verhindert, dass der Wassergehalt des Blutes aus den Gefäßen in das umliegende Gewebe austritt. HSA ist ein mittelgroßes Protein von etwa 65 Kilodalton (kDa) mit zahlreichen Querverbindungen.

Immunglobuline

Immunglobuline sind allgemein als Antikörper bekannt. Diese Proteine sind im Blutplasma reichlich vorhanden und machen 20 Prozent der gesamten Serumproteinlast aus. Immunglobuline spielen eine zentrale Rolle in der Immunabwehr, indem sie sich an fremde Körper im Blut binden (z. B. Bakterien) und Zellen im Blutkreislauf signalisieren, sie zu eliminieren. Immunglobulin-Einheiten haben eine charakteristische „Y“-Form und bestehen aus vier Protein-Ketten mit „klebrigen Enden“, die es ihnen ermöglichen, sich an einen bestimmten Typ von fremdem Körper zu binden. Andere Proteine im Plasma, sogenannte Komplementproteine, unterstützen die Immunglobuline in ihrer Immunfunktion.

Blutgerinnungsproteine

Fibrinogen und Prothrombin sind zwei von mehreren Plasmaproteinen, die für eine ordnungsgemäße Blutgerinnung oder Blutgerinnselbildung entscheidend sind. Diese Proteine sind inaktiv, bis sie mit einer Verletzung in Kontakt kommen, woraufhin sie sich zu einem dreidimensionalen Netzwerk verknüpfen, das zu einem Blutgerinnsel führt. Fibrinogen ist ein großes Protein (über 300 kDa), das aus drei separaten Protein-Ketten besteht, die quervernetzt sind. Prothrombin ist etwa 70 kDa und umfasst drei Schleifen, die Kringle-Domänen genannt werden.

Hormone und Wachstumsfaktoren

Da das Kreislaufsystem alle Teile des Körpers erreicht, ist es ideal geeignet, Signalproteine zu transportieren, die in der Leber, den Drüsen und dem Gehirn hergestellt werden, zu peripheren Teilen des Körpers. Einige werden von Blutzellen transportiert, andere werden durch das Plasma transportiert. Obwohl diese Proteine nur einen kleinen Prozentsatz des gesamten Plasmaproteins ausmachen, können sie starke, systemische Auswirkungen auf den Körper haben. Geschlechtshormone wie Follitropin und Wachstumshormone wie insulinähnlicher Wachstumsfaktor 1 (IGF-1) sind Beispiele für solche Proteine.

Transportproteine

Viele der Komponenten, die im Blut zirkulieren, können an mehr als einer biologischen Reaktion teilnehmen und können starke Auswirkungen haben. Andere sind in Wasser unlöslich und können nicht allein zirkulieren. Aus diesen und anderen Gründen werden viele Blutplasmamoleküle von Transportproteinen begleitet, die ihre Wechselwirkungen mit Zellen regulieren. Wie bereits beschrieben, ist Albumin ein wichtiges Transportprotein im Plasma. Ein eng verwandtes Protein reguliert den Transport und Stoffwechsel von Vitamin D. Retinol-bindendes Protein ist ein Plasmaprotein, das ein weiteres fettlösliches Vitamin, Vitamin A, begleitet. Die Transferrin-Familie von Plasmaproteinen ist an der Regulierung von Eisen beteiligt, das für die richtige Sauerstoffversorgung des Blutes unerlässlich ist. Andere Transportproteine sind vorübergehend vorhanden, abhängig von physiologischen Bedingungen.

Andere Proteine

Obwohl Albumin, Immunglobuline und Gerinnungsfaktoren immer in gesundem Blutplasma vorhanden sind und den Großteil des Plasmaproteingehalts ausmachen, kann die Anwesenheit anderer Proteine im Plasma ein wichtiger Indikator für Krankheit sein. Zum Beispiel deuten hohe Plasmaspiegel von Myoglobin auf Schäden an den roten Blutkörperchen und potenzielle Herz-Kreislauf-Erkrankungen hin, während erhöhte Werte von vascular endothelial growth factor (VEGF) und IGF-1 mit Krebs in Verbindung gebracht wurden.