Le proteine plasmatiche: struttura, funzioni e analisi elettroforetica

Struttura delle proteine plasmatiche

Le proteine plasmatiche rappresentano il 6-7% del plasma e sono il costituente plasmatico più importante. Trattandosi appunto di proteine, esse sono costituite da lunghe catene di amminoacidi legato tra loro mediante legami peptidici (struttura primaria) che presentano anche una struttura secondaria (legami a idrogeno tra atomi del “backbone”), una struttura terziaria (legami deboli tra le catene laterali degli amminoacidi) e, talvolta, anche una struttura quaternaria (legami deboli di interazione tra più subunità della stessa proteina).

Quali sono le funzioni delle proteine plasmatiche?

Le funzioni delle proteine plasmatiche sono:

1) Regolano gli scambi idrici nei capillari (esercitano una pressione colloidosmotica)

2) Mantengono il pH sanguigno: creano sistemi tampone

3) Contribuiscono alla viscosità del sangue

4) Fungono da trasportatori: trasportano sostanze fisiologiche, come gli ormoni, ma anche sostanze farmacologiche.

5) Intervengono nella coagulazione: fattori della coagulazione intervengono nel processo di emostasi.

6) Intervengono nei processi immunitari: anticorpi, fattori del complemento, citochine…

7) Fungono da riserva amminoacidica: in caso di digiuno estremo, prima di digerire i muscoli, l’organismo accede alle proteine plasmatiche per ottenere energia e amminoacidi.

Elettroforesi delle proteine plasmatiche

Per conoscere dal punto di vista quantitativo e qualitativo le proteine presenti nel plasma si attua una elettroforesi delle proteine plasmatiche: su un substrato (es. gel di agar) si deposita una piccola quantità di siero o di plasma. Il substrato è posto su un ponte alle cui estremità ci sono un polo negativo (–) e uno positivo (+) e immerso in una soluzione a pH=8 (per aumentare le cariche negative delle proteine). Al passaggio di corrente le proteine migreranno verso il polo +.

La mobilità elettroforetica, e quindi la velocità con cui le proteine migrano sul gel, dipende dalla carica elettrica delle particelle, dalla loro forma e grandezza e dalla resistenza di attrito al supporto.

Al termine della migrazione si procede con la colorazione e, tramite un’analisi densitometrica, si può ottenere la quantità di proteine presenti in ogni banda separata.

Le proteine plasmatiche ottenute da un campione di siero vengono separate in:

- albumina(banda molto intensa)

- globuline α1, α1, β, γ.

In condizioni di maggiore risoluzione si possono separare anche le globuline β1 dalle β2.

Se il campione di partenza fosse stato di plasma, anziché di siero, si sarebbe ottenuta un’ulteriore banda tra la zona β e la zona γ, corrispondente al fibrinogeno.

Albumina e sue funzioni

L’albumina è la proteina plasmatica più abbondante, infatti rappresenta il 60% delle proteine totali. Il suo peso molecolare è il più basso di tutti (65 KDa), perciò in elettroforesi è rappresentata dalla banda più vicina al polo positivo. Le sue funzioni sono differenti:

- Carrier/trasportatore di sostanze fisiologiche, soprattutto ormoni steroidei (idrofobi) e bilirubina (sostanza prodotta durante il metabolismo dell’emoglobina ma tossica a livello del sistema nervoso centrale);

- Carrier di farmaci, come la penicillina e l’acido acetil salicilico (aspirina)

- Fondamentale per il mantenimento della pressione colloidosmotica (mantenimento di liquidi all’interno del plasma)

Globuline e loro sottogruppi

Le globuline rappresentano una famiglia di proteine suddivisa in sottogruppi che presentano caratteristiche simili (migrano insieme nel campo elettroforetico).

- Le α1-globuline comprendono glicoproteine e lipoproteine. Le più importanti sono: HDL (High Density Lipoprotein, lipoproteine ad alta densità  colesterolo “buono”, perché presenta un’alta densità di proteine e per questo viene indirizzato al fegato per essere smaltito), globulina legante il cortisolo (ormone prodotto dalla corticale della surrenale in risposta allo stress), globulina legante la tiroxina (ormone prodotto dalla tiroide) e la globulina legante la vitamina B12 (liposolubile).

- Le α2-globuline comprendono: aptoglobina (lega l’emoglobina libera), ceruloplasmina (enzima), protrombina (proteina della coagulazione), eritropoietina (ormone che stimola il processo di eritropoiesi, ovvero la sintesi dei globuli rossi).

- Le β-globuline (β1 e β2) comprendono: LDL (Low Density Lipoprotein, lipoproteine a bassa densità = colesterolo “cattivo”, perché rimane in circolo e si può accumulare nei vasi), trasportatori di trigliceridi, vitamine liposolubili, Cu, Fe.

- Le γ-globuline comprendono le immunoglobuline (anticorpi).

Ruolo del fibrinogeno

Il fibrinogeno è una importante proteina coinvolta nella cascata della coagulazione perché è quella che va a formare lo “scheletro” del coagulo, ovvero la fibrina. Si evidenzia tra la zona β e la zona γ quando si va a fare un’elettroforesi di un campione di plasma (PM= 400 kDa).

Variazioni patologiche delle proteine plasmatiche

La concentrazione totale delle proteine plasmatiche può variare in seguito a situazioni patologiche:

- possono aumentare in soggetti disidratati.

- possono diminuire a causa di una loro insufficiente produzione (patologia epatica) o a causa di una loro perdita con le urine (patologia renale).