Protein, gesamt im Serum (Plasma)

total protein

Es wird angenommen, dass alle Einzelproteine aus reinen Polypeptidketten (s. Polypeptide) (Molmasse >10 kDa) mit einem Stickstoffgehalt von 16 % bestehen, die in der Bestimmungsmethode gleichmäßig erfasst werden, d. h. so wie das als Kalibrator benutzte Rinderserum (s. Albumin; RSA).

Die Proteinstruktur wird durch die Primär-, Sekundär- und Tertiärstruktur beschrieben, bei Proteinen mit mehreren Polypeptidketten wird deren räumliche Anordnung durch die Quartiärstruktur charakterisiert. Die Proteine der Körperflüssigkeiten des Menschen (u. a. Blutplasma bzw. Serum, Liquor, Fruchtwasser, Speichel, Tränenflüssigkeit, Galle, Magensaft, Aszites) enthalten mehrere tausend Proteine, wovon etwa 300 gut charakterisiert sind. Der Gehalt an Kohlenhydraten schwankt zwischen 45 % (Glykoprotein, α₁-saures) und 0 % (u. a. Präalbumin, Albumin und C-reaktives Protein). Andere Proteine (Apoproteine) sind kovalent mit prosthetischen Gruppen (s. prosthetische Gruppe), beispielsweise Myoglobin (Myoglobin im Blut, Myoglobin im Urin) und Cytochrom C mit Triglyzeriden (s. Triglyzeride) oder Phospholipiden (s. Phospholipide) bzw. mit Vitaminen (s. Vitamine), Arzneimitteln, Ionen, Metalle als festen Bestandteil des Moleküls verbunden. Proteine können kovalent zu Multimeren verknüpft sein, die im Blutplasma gelöst sind (z. B. der Von-Willebrand-Faktor). Durch limitierte Proteolyse (Abspaltung von Peptiden durch Thrombin) und Wirkung der Transglutaminiase F XIII kommt es unter Abspaltung von Ammoniak aus Lysin und Glutamin bei der Blutgerinnung zur Vernetzung (Polymerisation) des Plasmaproteins Fibrinogen (Molmasse = 340 kDa), das dadurch in den unlöslichen Zustand übergeht.

10 kDa (z. B. β₂-Mikroglobulin 11,8 kDa) bis mehrere tausend kDa (z. B. multimerer Von-Willebrand-Faktor bis 18.000 kDa)

Der Hauptsyntheseort für Plasmaproteine ist die Leber. Immunglobuline werden in B-Lymphozyten (Plasmazellen) hauptsächlich im Knochenmark synthetisiert und β₂-Mikroglobulin entsteht in kernhaltigen Zellen als Bestandteil des HLA-Klasse-I-Membranmoleküls. Epithelzellen synthetisieren einige Komplementkomponenten, Lipoproteine und Gerinnungsfaktoren. Faktoren, welche die Lebersyntheseleistung für Plasmaproteine beeinflussen, sind die Bereitstellung von Aminosäuren und der Einfluss von toxischen Substanzen, beispielsweise von Ethanol. Hormone haben einen komplexen Einfluss. Bei Proteinverlusten sinkt die Albuminkonzentration in Plasma ab, wodurch die Synthese einiger Proteine in der Leber steigt. Die Produktion der Akute-Phase-Proteine in der Leber wird hauptsächlich durch Zytokine aktiviert, während die der Anti-Akute-Phase-Proteine dadurch gedrosselt wird. Der Abbau findet vor allem in den Endothelzellen statt, wenn die Plasmaproteine durch Pinozytose vom Lumen zur Basalmembran transportiert werden. Auch die Lebersinusoiden haben für den Proteinabbau eine große Bedeutung. Dabei wird der Abbau der Glykoproteine eingeleitet durch enzymatische Entfernung der endständigen Sialinsäure an Kohlenhydratseitenketten. Nun können die Glykoproteine an Membranrezeptoren der Hepatozyten binden und nach Pinozytose intrazellulär durch lysosomale Enzyme abgebaut werden. In der Niere werden hauptsächlich die kleinmolekularen Plasmaproteine abgebaut. Von den 2–4 g Plasmaproteinen im Urharn erscheinen pro Tag nur <100 mg im Urin. Ein Teil des Proteinabbaus findet im Darm statt, besonders bei Darmentzündungen (stärkere Durchlässigkeit) wie bei Colitis ulcerosa oder Morbus Crohn (Proteinverlustenteropathie). Man unterscheidet die absolute Abbaurate (ACR = „absolute catabolic rate“ = Gesamtmasse des Proteins, die an einem Tag abgebaut wird) von dem Anteil des Proteinpools, der an einem Tag abgebaut wird (FCR = „fractional catabolic rate“).

ACR ist konstant, FCR ist indirekt proportional zur Konzentration. Dies trifft für Transferrin und Haptoglobin zu. Bei Haptoglobin eine Folge der (im Normalfall) konstanten „Zellmauserung“ der Erythrozyten, die den Haptoglobinabbau bestimmt.

ACR ist proportional der Proteinkonzentration, unabhängig von der FCR. Ein Beispiel ist Fibrinogen, das wahrscheinlich durch Pinozytose oder Auslaufen in den Gastrointestinaltrakt abgebaut wird bei „Klärung“ eines konstanten Plasmavolumens.

Die FCR ist der Plasmakonzentration proportional. Das trifft für Albumin und geringer ausgeprägt für die Immunglobuline (Abbau von etwa 1/10 des Plasmaproteins pro Tag) zu.

Von wenigen Minuten (Myoglobin 10–20 Minuten), einigen Stunden (C-reaktives Protein 13–16 Stunden), bis zu etwa 20 Tagen (Albumin, IgG).

Von den meisten Proteinen, die in relativ hohen Konzentrationen im Plasma vorkommen, ist die Funktion bekannt. Einige Spurenproteine sind eigentlich intrazelluläre Proteine (Ferritin) oder Zelloberflächenproteine (Transferrinrezeptor, löslicher), die durch „Abschilferung“ („shedding“ nach Absterben der Zellen) in den Blutstrom kamen. Folgende Funktionen werden von Plasmaproteinen übernommen:

Serum (Plasma), Liquor, Perikarderguss, Aszites, Pleuraerguss, Fruchtwasser, Speichel, Tränenflüssigkeit, Galle, Magensaft.

Serum: 20–25 °C 6 Tage, 4–8 °C 4 Wochen, −20 °C 1 Jahr (6 Monate); Blut: 20–25 °C 1 Tag; Liquor: 20–25 °C 1 Tag, 4–8 °C 6 Tage, −20 °C >1 Jahr.

Für die anderen Körperflüssigkeiten ist von einer Stabilität ähnlich wie im Liquor auszugehen.

Blutentnahme im Liegen, da in aufrechter Haltung (Orthostase) um bis zu 10 % höhere Werte gemessen werden.

Serum

Für die Proteinbestimmung im Serum (Plasma), Liquor und anderen Körperflüssigkeiten sowie Ergussflüssigkeit ist das Untersuchungsmaterial vor der Bestimmung zellfrei zu zentrifugieren. Liquor, die anderen Körperflüssigkeiten sowie Ergussflüssigkeit sollten kein Blut enthalten.

Biuretmethoden, (Refraktometrie-)Refraktion.

Bestimmungsmethoden wie bei Urin. Bevorzugt werden gegenwärtig die Benzethoniumchloridmethode, Trichloressigsäurefällung und Pyrogallolrot-Molybdat-Methode.

Geronnene Liquorproben, xantochrome Liquorproben und Liquores mit Blutbeimengungen zeigen sehr stark erhöhte Gesamtproteinkonzentrationen. Die für Urin genannten Methoden finden auch für die weiteren Körperflüssigkeiten und für Ergussflüssigkeiten Anwendung (Fruchtwasser, Speichel, Tränenflüssigkeit, Galle, Magensaft, Perikarderguss, Aszites, Pleuraerguss).

Die Kalibration der (quantitativen) Gesamtprotein-Bestimmungsmethoden erfolgt üblicherweise mit Rinderserumalbumin.

Immunglobuline werden von der Biuretmethode in gleicher Weise wie Albumin erfasst. Für die Liquorproteinbestimmung haben sich die nephelometrischen/turbidimetrischen Methoden und die Farbstoffbindungsmethoden gegenüber der Biuretmethode wegen derer umständlicher Säurefällung ebenfalls durchgesetzt (obwohl im Liquor Chromogene nicht stören, ist die Biuretmethode im Liquor durch Peptide stark beeinflusst). Ob eine Biuretmethode ohne Fällung für Liquor vergleichbare Ergebnisse mit durch Peptide erhöhten Referenzbereichen ergibt, ist noch zu prüfen. Im Serum werden die Ergebnisse der Refraktometrie durch hohe Glukosewerte (in Richtung höherer Werte) verfälscht, sodass hier eine Korrektur nötig ist. Lipämie, Hyperbilirubinämie und Hämolyse (Hämolyse, in vivo und in vitro) verstärken das Messsignal bei der Refraktometrie und bei der Biuretmethode.

Dextranabkömmlinge als Plasmaexpander und Gelatinepräparate erhöhen die gemessene Konzentration, Aminophenazon führt zur Erniedrigung. Als Plasmaexpander infundierte Gelatinederivate erscheinen 1–3 Stunden nach Infusion im Urin. Sie werden nur von der Biuretmethode und zum großen Teil von der Pyrogallolrot-Molybdat-Methode erfasst.

Serum/Plasma g/dL, Liquor mg/dL.

Ergüsse/Körperflüssigkeiten g/dL.

Serum/Plasma g/L, Liquor mg/L.

mg/dL in mg/L.

g/dL in g/L.

Umrechnungsfaktor 10.

Serum: 65–85 g/L.

Plasma: Werte bei Gesunden um etwa 2–3 g/L höher. Bei Entzündungen durch Anstieg des Fibrinogens (bis auf 20 g/L) wesentlich höher als im Serum.

Liquor: 150–450 mg/L.

Nasensekret: 3000–40.000 mg/L.

Andere Körperflüssigkeiten:

Pleuraerguss: 0–20 g/L.

Ergüsse allgemein:

Serum: bis 28 Tage 46–68 g/L, bis 365 Tage 48–76 g/L, bis 14 Jahre 60–80 g/L.

Liquor: Neugeborene haben etwa dreimal so hohe Liquorgesamtproteinwerte wie Erwachsene. Die Gesamtproteinkonzentrationen bleiben etwa 3 Wochen so hoch. Mit 2–3 Monaten wird der doppelte und mit einem Jahr der Gesamtproteinwertebereich der Erwachsenen erreicht.

Serum

Unterscheidung von Nasensekret mit Liquor bei Liquorfistel, Schädel-Hirn-Trauma oder Schädelbasisfraktur. Gesamtprotein ist erhöht bei bakterieller bzw. viraler Meningitis und Enzephalitis, multipler Sklerose, Lues-Tumoren, Polyradikulitis, Polyneuritis (M. Guillain-Barré).

Dient der Zuordnung zu Transsudat/Exsudat und ist hilfreich bei der Differenzialdiagnostik. In Körperflüssigkeiten wichtige Bezugsgröße bei Einzelproteinbestimmungen.

Hyperproteinämie

Hypoproteinämie

Liquor

Differenzialdiagnose Exsudat/Transsudat.

Bei etwa einem Drittel der Ergüsse ist Protein in der Ergussflüssigkeit <30 g/L. Dagegen Protein >30 g/L bei Lymphomen, Lungenembolie, interstitieller Pneumonie, Pankreatitis, Infektionen, Meigs-Syndrom und Herzinsuffizienz. Dabei sind gleichzeitige Gesamtproteinbestimmungen im Serum vorzunehmen, um die entsprechenden Gesamtproteinquotienten aus Erguss und Serum berechnen zu können.

Allgemein:

<30 g/L Transsudat (Ergussprotein/Serumprotein) <0,5

>30 g/L Exsudat (Ergussprotein/Serumprotein) >0,5

Aszites

Wenn TP Aszites/TP Serum >0,5 = Exsudat, wenn <0,5 = Transsudat.

In Fruchtwasser, Speichel, Tränenflüssigkeit, Galle, Magensaft dient die Bestimmung des Gesamtproteins u. a. als Bezugsgröße für die Einzelproteinbestimmungen und als Hinweis, ob es sich wirklich um diese Flüssigkeiten handelt.

Alle Elektrophoreseverfahren und Einzelproteinbestimmungen sind immer in Kombination mit einer Gesamtproteinbestimmung durchzuführen, um ihre Interpretation zu ermöglichen. Die Gesamtproteinbestimmung erlaubt im Zusammenhang mit diesen Verfahren eine Einschätzung von Proteinsynthese, -abbau, -verlust und Akute-Phase-Reaktion. Auch in anderen Körperflüssigkeiten ist die Gesamtproteinbestimmung als Kenngröße für grobe Störungen (Membranfunktion, Neusynthese von Proteinen) geeignet. Außerdem dient die Gesamtproteinbestimmung der Plausibilitätskontrolle der Albuminbestimmung.