Набор для количественного определения содержания альбумина в сыворотке и плазме крови человека колориметрическим методом "АЛЬБУМИН-UTS"

Принцип метода. Определение концентрации альбумина основано на образовании окрашенного комплекса альбумина с молекулами красителя бромкрезоловый зелёный в присутствии детергента в слабокислой среде.

Спектр поглощения образующегося комплекса сине-зеленого цвета и холостой пробы представлен на Рисунке 2. Как видно из графика, максимум поглощения молекулами окрашенного комплекса альбумина с красителем бромкрезоловый зелёный расположен в диапазоне 620-640 нм и в этом диапазоне регистрируется максимальная разница в величине светопоглощения продукта реакции и холостой пробы. Поэтому для определения концентрации альбумина в образце измерение оптической плотности реакционной смеси проводится при 630 (620-640) нм (основная длина волны). Использование двухволнового фотометрирования (дифференциальная длина волны в диапазоне 690-700 нм) позволяет нивелировать влияние на результат анализа гемолиза, хилеза и иктеричности сыворотки, а также дефектов на стенках фотометрической кюветы [4].

Рис. 2. Спектры поглощения комплекса альбумина с молекулами красителя бромкрезоловый зелёный и холостой пробы (данные, полученные в ООО «Эйлитон» с использованием набора реагентов для количественного определения содержания альбумина в сыворотке и плазме крови человека колориметрическим методом "АЛЬБУМИН-UTS").

Образец для исследования – сыворотка или плазма. Исследовать можно пробы, хранящиеся при 4^о не более 72 часов, при -20^оС до 6 месяцев или неопределенно долго при -70оС [1].

Альбумин – преобладающий белок плазмы, он составляет 55-60% от общего количества белка плазмы крови.

Альбумин – это протеин, состоящий из 585 аминокислот и имеющий молекулярную массу ≈ 65,0 кДа.

Концентрация альбумина в крови человека – это суммарный результат синтеза альбумина, его катаболизма, выведения из организма и обмена между внутри- и внесосудистыми компартментами.

Синтез альбумина проходит в печени и первично регулируется коллоидно-осмотическим давлением в интерстициальной жидкости, окружающей гепатоциты.

Общий запас альбумина в организме человека с массой тела 70 кг составляет ~ 280 г (3,5–5,3 г/кг). Примерно от 30% до 40% всего альбумина тела сосредоточено в плазме крови. Остальные 60–70% находятся в клетках и интерстициальных пространствах разных тканей. В клетки альбумин проникает через специальные рецепторы — альбандины. В норме у взрослого человека ежедневно разрушается и заменяется вновь синтезированным альбумином от 9 до 14 г альбумина (200 мг/кг) [6].

Катаболизм альбумина осуществляется практически во всех органах, что позволяет альбумину служить источником свободных аминокислот для организма.

Небольшое количество альбумина (50 – 80 мг/сутки) выделяется с мочой [1]. Это обусловлено тем, что и базальная мембрана нефрона и молекулы альбумина имеют отрицательный заряд. (Молекулы альбумина имеют на своей поверхности много заряженных аминокислотных остатков. Так, при рН крови (7.4) альбумин имеет 181 ионизированную группу, 81 из которых заряжены положительно, а 100 – отрицательно, т.е. при нейтральных рН молекула белка имеет чистый отрицательный заряд, равный 19 [2]. Поэтому, несмотря на небольшую молекулярную массу, в норме альбумин практически не фильтруются в клубочках почек и не попадает в мочу.

Функции альбумина в организме:

1. 1. Поддержание коллоидно-осмотического (онкотического) давления плазмы. Как высоко растворимая в воде молекула, альбумин «притиягивает» к себе молекулы воды. Каждый грамм альбумина способен удерживать 18 мл воды во внутрисосудистом пространстве. Это объясняет, почему один только альбумин обеспечивает примерно 80% внутрисосудистого коллоидно-осмотического давления плазмы. Во время острой потери или снижения синтеза альбумина происходит компенсаторное уравновешивание внесосудистого и внутрисосудистого альбумина для поддержания онкотического давления плазмы (Рис. 4) [7].

   

   Рис.4. Эндотелий капилляров имеет размер капиллярных пор приблизительно от 6 до 7 нанометров в ширину. Эта ширина немного меньше, чем у молекулы альбумина. В нормальных условиях это способствует удержанию альбумина во внутрисосудистом пространстве. Через поры капилляров свободно проходят вода и мелкие биологические молекулы. Альбумин, удерживая молекулы воды, обеспечивает поддержание коллоидно-осмотического (онкотического) давления плазмы.

2. 2. Альбумины — это эндогенный резерв свободных аминокислот в организме. Молекула альбумина в клетках расщепляется протеолитическими ферментами до аминокислот, которые затем используются для синтеза белков. Как было сказано выше, катаболизм альбумина происходит во всех тканях организма. При длительном голодании альбумин расходуется в первую очередь.

3. 3. Транспортная функция. Поскольку общая площадь поверхности большого количества мелких молекул сывороточного альбумина очень велика, они очень хорошо подходят для выполнения функции переносчиков многих плохо растворимых в воде веществ. Поэтому альбумин является основным транспортным белком организма. Вещества, которые связывает и транспортирует альбумин, можно разделить на эндогенные и экзогенные. Эндогенные вещества включают билирубин, жирные кислоты, свободные радикалы, жирорастворимые витамины и гормоны.

   Экзогенные вещества - это лекарственные препараты, среди которых:

   • антибиотики (например, цефалоспорины, пенициллины, сульфаниламиды, тетрациклин);
   • антикоагулянты (например, варфарин);
   • нестероидные противовоспалительные препараты (например, ибупрофен, фенилбутазон, салициловая кислота);
   • противосудорожные препараты (например, фенобарбитал, диазепам, фенитоин);
   • препараты для лечения сердечно-сосудистых заболеваний и патологии почек (например, дигитоксин, фуросемид, гидралазин, пропранолол, хинидин);
   • препараты для лечения заболеваний центральной нервной системы (например, амитриптилин, хлорпромазин, тиопентал);
   • гипогликемические средства (например, глипизид) [7].

   Как транспортное средство для лекарств и метаболитов альбумин имеет специфические участки связывания кислотных, щелочных и нейтральных веществ (Рисунок 5).

   

   Рис. 5. Кристаллическая структура человеческого альбумина с обозначением участков связывания различных веществ [5].

   Зачастую эндогенные и экзогенные вещества конкурируют за один и тот же центр связывания на поверхности молекулы альбумина. В качестве примера можно привести билирубин и нестероидные противовоспалительные средства (НПВП). У здоровых пациентов почти 100% билирубина связывается с альбумином и переносится в печень для конъюгации и выведения. Пока он связан, билирубин не токсичен. В состояниях гипоальбуминемии большее количество билирубина является свободным или несвязанным, что может вызвать интоксикацию организма. Если при состояниях гипербилирубинемии пациент принимает НПВП, то существует дополнительная угроза интоксикации из-за избыточной циркуляции несвязанного лекарственного средства в организме. НПВП обычно связываются с белками более чем на 90% и даже незначительный сдвиг в сторону несвязанного препарата может вызвать накопление его токсичных концентраций в кровотоке. В этих случаях важно рассмотреть возможность снижения дозы вводимого лекарственного средства, чтобы избежать повышения концентрации несвязанной формы и последующей токсичности.

   Побочные реакции на лекарства могут возникать и при гипоальбуминемии (действие лекарственных препаратов на фоне снижения содержания альбумина в крови усиливается при тех же дозировках) или в результате вытеснения лекарства из альбумина. Большинство лекарственных взаимодействий, связанных со связыванием белков, включают конкуренцию за участки связывания альбумина. Поскольку связывание с белками является обратимым, лекарство с самым высоким сродством к альбумину вытесняет лекарство с меньшим сродством к связыванию с белком [7].

Другие функции альбумина:

1. 4. Участие в поддержании уровня ионизированного кальция в плазме. Около 40% кальция плазмы крови обратимо связано с альбумином и находится в подвижном равновесии с физиологически активным ионизированным кальцием плазмы.
2. 5. Функция детоксикации - альбумин связывает свободные радикалы и ионы тяжелых металлов, предотвращая их патогенное действие.

Определение концентрации альбумина обычно используют в целях первичного диагностического скрининга и последующего мониторинга течения заболевания пациентов с патологией печени и почек, тяжелыми травмами и ожогами, онкологическими заболеваниями; для оценки белкового баланса; дифференциальной диагностики причин отечного синдрома.

Гиперальбуминемия не имеет существенного диагностического значения, исключая состояния, связанные с дегидратацией.

Гипоальбуминемия – следствие целого ряда патологических состояний:

• Алиментарная недостаточность при снижении поступления белков с пищей (при длительном голодании или продолжительном соблюдении безбелковой диеты).
• Нарушение всасывания аминокислот (при энтеритах, энтероколитах, панкреатитах).
• Уменьшение синтеза альбумина при острых и хронических заболеваниях печени (гепатиты, циррозы, токсические повреждения).
• Повышенные потери альбумина при патологиях почек (нарушение барьерной функции), а также при кровопотерях, при массивных ожогах.
• Патологические состояния, связанные с повышенным потреблением аминокислот при злокачественных новообразованиях, воспалительных процессах, тиреотоксикозе.
• Повышение объема крови (гиперволемия), в частности при застойной сердечной недостаточности [3].

У беременных женщин некоторое снижение уровня альбумина происходит за счет увеличенных потребностей в аминокислотах для роста плода.

Физиологическое снижение уровня альбумина наблюдается у детей раннего возраста вследствие незрелости печеночных клеток.

Химическая интерференция: клофиброевая кислота (метаболит гиполипидемического препарата клофибрата), фенилбутазон (нестероидный противовоспалительный препарат из группы бутилпиразолидонов) [1].

1. 1. Алан Г. Б. Клиническое руководство Тица по лабораторным тестам //М.: Лабора. – 2013. – Т. 1280.
2. 2. Головина Г.В. Комплексообразование тетрапиррольных соединений с альбумином и липопротеинами. //Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. - Москва.- 2014.
3. 3. Г.И.Назаренко, А.А.Кишкун. Клиническая оценка результатов лабораторных исследований. 2-е изд., стереотипное. //Медицина, 2006. – 544 с.
4. 4. Фотометрия в лабораторной практике. Долгов В. В., Ованесов Е.Н., Щетникович К.Н. //Москва. – 2004. – С. 142.
5. 5. Kine Marita Knudsen Sand, Malin Bern, Jeannette Nilsen, Hanna Theodora Noordzij, Inger Sandlie, Jan Terje Andersen. Unraveling the interaction between FcRn and albumin: opportunities for design of albumin-based therapeutics. //Front. Immunol.- 2015 (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2014.00682/full).
6. 6. Leonard Johnson. Encyclopedia of Gastroenterology, 1st Edition. //Academic Press. – 2003 – Р. 2311.
7. 7. The Role of Albumin and Fluids in the Body. https://www.vetfolio.com/learn/article/the-role-of-albumin-and-fluids-in-the-body
8. 8. William Stillwell. An Introduction to Biological Membranes. Composition, Structure and Function. 2nd Edition // Elsevier Science. - 2006. – Р. 590.