Введение

Альбумин, содержащийся в крови человека

Альбумин сыворотки человека – это альбумин сыворотки, обнаруженный в крови человека. Это наиболее распространенный белок в плазме крови человека, составляющий около половины общего количества белков сыворотки. Он синтезируется в печени. Альбумин растворим в воде и является мономером. Он транспортирует гормоны, жирные кислоты и другие соединения, буферизует pH и поддерживает онкотическое давление, среди прочих функций. Альбумин синтезируется в печени в виде препроальбумина, содержащего N-концевой пептид, который удаляется до высвобождения белка из гранулярной эндоплазматической сети. Образующийся проальбумин затем расщепляется в аппарате Гольджи с образованием секретируемого альбумина. Нормальный диапазон концентраций альбумина в сыворотке составляет приблизительно 35–50 г/л (3,5–5,0 г/дл). Период полувыведения в сыворотке составляет около 21 дня. Молекулярная масса составляет 66,5 кДа. Ген альбумина расположен на 4-й хромосоме в локусе 4q13.3, и мутации в этом гене могут приводить к образованию аномальных белков. Ген альбумина человека имеет длину 16 961 нуклеотид, от предполагаемого сайта инициации транскрипции ('cap') до первого сайта присоединения поли(А). Он состоит из 15 экзонов, симметрично расположенных в пределах трех доменов, которые, предположительно, образовались в результате трипликации единого прародительского домена. Альбумин сыворотки человека (HSA) – это высокорастворимый в воде глобулярный мономерный белок плазмы с относительной молекулярной массой 67 кДа, состоящий из 585 аминокислотных остатков, одной сульфгидрильной группы и 17 дисульфидных мостиков. Среди наночастиц-носителей наночастицы HSA давно привлекают внимание фармацевтической промышленности благодаря их способности связывать различные молекулы лекарственных средств, высокой стабильности при хранении и использовании in vivo, отсутствию токсичности и антигенности, биоразлагаемости, воспроизводимости, возможности масштабирования производственного процесса и улучшенному контролю над свойствами высвобождения. Кроме того, значительное количество лекарственного вещества может быть включено в матрицу частиц благодаря большому количеству сайтов связывания лекарственных средств на молекуле альбумина.

Измерение

Сывороточный альбумин обычно измеряется путем регистрации изменения поглощения при связывании с красителем, таким как бромокрезоловый зеленый или бромокрезоловый пурпурный.

Справочные диапазоны

Нормальный диапазон альбумина в сыворотке крови у взрослых (> 3 лет) составляет 3,5–5,0 г/дл (35–50 г/л). Для детей младше трех лет нормальный диапазон шире – 2,9–5,5 г/дл. Низкий уровень альбумина (гипоальбуминемия) может быть вызван заболеваниями печени, нефротическим синдромом, ожогами, энтеропатией с потерей белка, мальабсорбцией, недоеданием, поздней беременностью, лабораторной ошибкой, генетическими вариациями и злокачественными новообразованиями. Высокий уровень альбумина (гиперальбуминемия) почти всегда обусловлен обезвоживанием. В некоторых случаях дефицита ретинола (витамина А) уровень альбумина может повышаться до высоких нормальных значений (например, 4,9 г/дл), поскольку ретинол вызывает набухание клеток водой. (Это также объясняет токсичность избытка витамина А.) Такое набухание также вероятно при лечении 13-цис-ретиноевой кислотой (изотретиноином), препаратом для лечения тяжелых форм акне и других заболеваний. Лабораторные исследования показали, что все-транс-ретиноевая кислота снижает выработку альбумина человеком.

Гиперальбуминемия

Гиперальбуминемия – это повышенная концентрация альбумина в крови. Гиперальбуминемия также может быть связана с диетами, богатыми белком.

Медицинское применение

Раствор альбумина человека (HSA) доступен для медицинского применения, обычно в концентрациях 5–25%. Альбумин человека часто используется для восполнения потерянной жидкости и восстановления объема крови у пациентов с травмами, ожогами и после хирургических вмешательств. Нет убедительных медицинских доказательств того, что введение альбумина (по сравнению с физиологическим раствором) повышает выживаемость у людей с гиповолемией или у критически больных пациентов с ожогами или гипоальбуминемией. Также неизвестно, есть ли среди критически больных пациенты, которые могут получить пользу от альбумина. В акустической капельной вапоризации (ADV) альбумин иногда используется в качестве поверхностно-активного вещества. ADV предлагается в качестве метода лечения рака посредством окклюзионной терапии. Альбумин сыворотки человека может быть использован для потенциального снижения токсичности лекарственных средств/химических веществ путем связывания со свободными лекарственными средствами/агентами. Альбумин человека также может применяться при лечении декомпенсированного цирроза. Альбумин сыворотки человека использовался в качестве компонента индекса фрустрации. Альбумин сыворотки может подвергаться медленному неферментативному гликированию, главным образом посредством образования основания Шиффа между ε-аминогруппами лизина (и иногда аргинина) и молекулами глюкозы в крови (реакция Майяра). Эта реакция может быть ингибирована в присутствии антиоксидантов. Более того, гликирование может приводить к образованию продвинутых продуктов гликирования (AGE), вызывающих аномальные биологические эффекты. Накопление AGE приводит к повреждению тканей посредством изменения структуры и функций белков тканей, стимуляции клеточных реакций через рецепторы, специфичные для белков AGE, и образования реактивных форм кислорода. AGE также взаимодействуют с ДНК, вызывая мутации и транспозицию ДНК. Термическая обработка белков и углеводов вносит существенные изменения в аллергенность. AGE являются антигенными и представляют собой многие важные неоантигены, содержащиеся в приготовленных или хранимых продуктах питания. Они также нарушают нормальную продукцию оксида азота в клетках. Хотя в структуре сывороточного альбумина содержится несколько остатков лизина и аргинина, лишь немногие из них могут участвовать в реакции гликирования.

Окисление

Альбумин является основным белком в большинстве жидкостей организма, его Cys34 составляет наибольшую фракцию свободных тиолов в организме. Тиол альбумина Cys34 существует как в восстановленной, так и в окисленной форме. В плазме здоровых молодых людей 70–80% общего HSA содержит свободную сульфгидрильную группу Cys34 в восстановленной форме, или меркаптоальбумин (HSA SH). Однако, при патологических состояниях, характеризующихся окислительным стрессом, таких как заболевания почек, печени и диабет, может преобладать окисленная форма, или немеркаптоальбумин (HNA). Тиол альбумина реагирует с гидроксильным радикалом (.OH), перекисью водорода (H2O2) и реактивными азотными соединениями, такими как пероксинитрит (ONOO.), и было показано, что он окисляет Cys34 до производного сульфеновой кислоты (HSA SOH), который может быть восстановлен обратно в меркаптоальбумин; однако, при высоких концентрациях реактивных частиц это приводит к необратимому окислению до сульфиновой (HSA SO2H) или сульфоновой кислоты (HSA SO3H), что влияет на его структуру. Присутствие реактивных видов кислорода (ROS) может вызывать необратимые структурные повреждения и изменять активность белков.

Потеря через почки

В здоровой почке размер альбумина и отрицательный электрический заряд препятствуют его выведению в клубочках. Однако это не всегда так: при некоторых заболеваниях, включая диабетическую нефропатию, которая может быть осложнением неконтролируемого или длительного диабета, белки способны проникать через клубочки. Потерю альбумина можно выявить с помощью простого анализа мочи. В зависимости от количества теряемого альбумина у пациента может быть нормальная функция почек, микроальбуминурия или альбуминурия.

Взаимодействия

Было показано, что альбумин сыворотки человека взаимодействует с FCGRT. Он также может взаимодействовать с пока не идентифицированным альбондином (gp60), с определенной парой белков gp18/gp30, а также с другими белками, такими как остеонектин, hnRNP, кальретикулин, кубилин и мегалин.