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DEPARTEMENT DE BIOCHIMIE ET BIOLOGIE MOLECULAIRE
DCEM 1
LES PROTEINES PLASMATIQUES
Année Universitaire 2006-2007
LES PROTEINES PLASMATIQUES
I. COMPOSITION ET MODES DE PRELEVEMENT DU SANG A) COMPOSITION
1°) C’est un milieu très hétérogène constitué de deux phases: a) une phase cellulaire ou globulaire b) une phase liquide: le plasma
2°) C’est un milieu très riche en protéines:
B) LES PRELEVEMENTS DE SANG
II. GENERALITES SUR LES PROTEINES DU PLASMA (OU DU SERUM) A) HETEROGENEITE
1°) Hétérogénéité structurale:
2°) Hétérogénéité fonctionnelle:
3°) Hétérogénéité dans l’échelle des concentrations:
B) METHODES D’ANALYSE
1°) Dosage des protéines totales : a) Méthode du biuret b) Méthode de Lowry au réactif de Folin-Ciocalteu c) Méthode de Kjeldahl d) La réfractométrie
2°) Dosage de protéines spécifiques a) Immunoessai b) En utilisant des propriétés particulières
3°) Fractionnement des protéines sériques a) Sur la base de leur solubilité dans l’eau pure. b) Sur la base de leur charge électrique.
C) VALEUR SEMEIOLOGIQUE DE LA PROTIDEMIE
1°)Valeur normale et variations physiologiques:
2°) Variations pathologiques: a) Les variations absolues
α- hyperprotidémies absolues Augmentation des Immunoglobulines Augmentation du fibrinogène
β- hypoprotidémies absolues = albumine ou des immunoglobulines Carence d’apport alimentaire en protéines Malabsorption intestinale Diminution de la synthèse: insuffisance hépatique Catabolisme exagéré : dénutrition sévère Augmentation des pertes: d’origine rénale, cutanée ou digestive
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b) Les variations relatives de la protidémie α- hyperprotidémies par hémoconcentration β- hypoprotidémies par hémodilution
3°) Répercussion de la variation de la protidémie sur d’autres paramètres biochimiques
a) Les relations avec la calcémie b) Les relations avec le sodium
III. ETUDE DESCRIPTIVE DES PRINCIPALES PROTEINES PLASMATIQUES
A) LE GROUPE DES ALBUMINES
1°) Préalbumine (PA) et Rétinol-binding protein (RBP) a) Propriétés
α- Physico-chimiques β- Métaboliques γ- Biologiques = Fonctions de transport
b) Valeurs sémiologiques α- Dosage β- Valeurs normales et variations physiologiques γ- Variations pathologiques
Variations de la préalbumine Diminution : malnutrition, inflammation, défaut de synthèse, déperdition. Augmentation : maladie de Hodgkin, coticothérapie.
Variations de la retinol-binding protein Diminution : malnutrition, insuffisance hépatique, carence Zn ou VitA. Augmentation : insuffisances rénales chroniques..
2°) Albumine ou sérumalbumine a) Propriétés
α- Physico-chimiques β- Métaboliques γ- Biologiques
Maintien de la pression oncotique du plasma dans le secteur vasculaire Transport plasmatique de ligands variés
b) Valeurs sémiologiques α- Méthodes de dosage
Les méthodes directes Une méthode indirecte
β- Valeurs normales et variations physiologiques Valeur normale Variations physiologiques
γ- Variations pathologiques Anomalies acquises Hyperalbuminémie par hémoconcentration, Hypoalbuminémies, Bisalbuminémies transitoires.
Anomalies génétiques Analbuminémie de Bennhold, Bisalbuminémie héréditaire.
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B) LE GROUPE DES ALPHA-1-GLOBULINES
1°) Alpha-1-antitrypsine (α1-AT) a) Propriétés
α- Physico-chimiques β- Métaboliques γ- Biologiques
b) Valeurs sémiologiques α- Dosage β- Valeurs normales et variations physiologiques γ- Variations pathologiques
Diminution : le déficit en α1-antitrypsine En pathologie pulmonaire: chez l’adulte jeune 30-40 ans, En pathologie hépatique : chez l’enfant an bas âge.
Augmentation : phase aiguë de la réaction inflammatoire Marqueur de déperdition protéique digestive
2°) Orosomucoïde ou Alpha-1-glycoprotéine acide a) Propriétés
α- Physico-chimiques β- Métaboliques γ- Biologiques : Rôle encore mal connu
b) Valeurs sémiologiques α- Dosage β- Valeurs normales et variations physiologiques γ- Variations pathologiques
Diminution Etats de malnutrition, Insuffisances hépatiques sévères, Syndromes néphrotiques, Entéropathies exsudatives
Augmentation Réactions inflammatoires aiguës (RAA de l’enfant), Lésions tissulaires, certaines néoplasies malignes.
C) LE GROUPE DES ALPHA-2-GLOBULINES
1°) Haptoglobine (Hp) a) Propriétés
α- Physico-chimiques β- Métaboliques γ- Biologiques
b) Valeurs sémiologiques α- Dosage β- Valeurs normales et variations physiologiques γ- Variations pathologiques
Diminution Hémolyses intravasculaires, Insuffisance hépatocellulaire, Déficit congénital.
4 Augmentation : allant de 2 à 10 g/l, soit 4 à 6 fois la normale Syndromes inflammatoires, Maladies infectieuses, Néoplasies, Syndrome néphrotique.
Limites du dosage de l’haptoglobine Co-existence réaction inflammatoire aiguë et hémolyse intravasculaire
2°) Alpha-2-macroglobuline (α2M) a) Propriétés
α- Physico-chimiques β- Métaboliques γ- Biologiques
b) Valeurs sémiologiques α- Dosage β- Valeurs normales et variations physiologiques γ- Variations pathologiques : exclusivement augmentations
Syndrome néphrotique, Inflammation aiguë.
3°) Céruléoplasmine, ceruloplasmine (CER) a) Propriétés
α- Physico-chimiques β- Métaboliques γ- Biologiques
b) Valeurs sémiologiques α- Dosage β- Valeurs normales et variations physiologiques γ- Variations pathologiques
Diminution Au cours de la maladie de Wilson Au cours de la maladie de Menkès
Augmentation Inflammations aiguës et infections, Néoplasies, Nécrose tissulaire et traumatismes, Obstructions des voies biliaires (cholestase)
D) LE GROUPE DES BETA-GLOBULINES
1°) Transferrine (Tf) ou Sidérophiline a) Propriétés
α- Physico-chimiques β- Métaboliques γ- Biologiques
b) Valeurs sémiologiques α- Dosage β- Valeurs normales et variations physiologiques
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γ- Variations pathologiques Diminution : Syndromes inflammatoires, infectieux et néoplasiques, Fuites protéiques, Etats de dénutrition ou malnutrition, Insuffisances hépatocellulaires sévères, Surcharges en fer.
Augmentation : Anémies ferriprives, Hémorragies aiguës ou chroniques et occultes.
2°) C-réactive protéine (CRP) ou protéine C réactive a) Propriétés
α- Physico-chimiques β- Métaboliques γ- Biologiques
b) Valeurs sémiologiques α- Dosage β- Valeurs normales et variations physiologiques γ- Variations pathologiques
Toujours dans le sens d’une augmentation: Etats inflammatoires aigus, quelle que soit leur étiologie, Etats infectieux, Lésions traumatiques, Néoplasies.
Grand intérêt en pratique médicale courante
3°) Fibrinogène (FIB) a) Propriétés
α- Physico-chimiques β- Métaboliques γ- Biologiques
b) Valeurs sémiologiques α- Dosage β- Valeurs normales et variations physiologiques γ- Variations pathologiques
Diminution: Insuffisance de synthèse hépatique, Fibrinolyse pathologique, Consommation excessive de fibrinogène.
Augmentation : (6 à 8 g/l) dans les processus inflammatoires
E) LE GROUPE DES GAMMA-GLOBULINES
1°) Définition- Propriétés
2°) Structure a) Chaînes polypeptidiques b) Autres composants
3°) Les classes et sous-classes d’immunoglobulines. a) La classe des IgG b) La classe des IgA c) La classe des IgM
6d) La classe des IgD e) La classe des IgE
4°) Exploration des immunoglobulines sériques. a) Dosage b) Electrophorèse des protéines sériques c) Immuno-fixation des protéines sériques
5°) principales anomalies des immuniglobulines. a) Les hypogammaglobulinémies
α- Hypogammaglobulinémies physiologiques Hypogammaglobulinémie du nourisson, Hypogammaglobulinémie de la personne agée, Hypogammaglobulinémie de la grossesse.
β- Hypogammaglobulinémies pathologiques Déficit primitif Agammaglobulinémie liée à l’X ou maladie de Bruton, Hypogammaglobulinémie transitoire de l’enfance, Déficit congénital en IgA (< 50 mg/l), Déficits immunitaires combinés sévères (DICS).
Déficit acquis Hémopathies malignes, Causes iatrogènes, Pertes protéiques, Certaines maladies virales.
b) Les hypergammaglobulinémies polyclonales α- Caractéristiques β- Situations pathologiques
Maladies infectieuses Maladies auto-immunes Hépatopathies.
c) Les dysglobulinémies monoclonales α- Caractéristiques β- Situations pathologiques
Myelome multiple des os ou maladie de Kahler Macroglobulinémie de Waldenström Maladie des chaînes lourdes Gammapathies monoclonales de signification indéterminée ou MGUS
d) Profils immunitaires oligoclonaux Immunodéficience sévère, Certains types de cancers, Maladies
auto-immunes.
IV. ETUDE DE QUELQUES SYNDROMES A) SYNDROME DE DENUTRITION
B) SYNDROME INFLAMMATOIRE
C) SYNDROME NEPHROTIQUE
D) GAMMAPATHIES
ELECTROPHORESE DES PROTEINES SERIQUES - LE GROUPE DES ALBUMINES :
Albumine et préalbumine
- LE GROUPE DES GLOBULINES :
α1 globulines : α1 antitrypsine, orosomucoïde (α1 glycoprotéine acide) α1 antichymotrypsine, α1 lipoprotéine α1-foeto-protéine (AFP), prothrombine, transcortine, Thyroxine binding globuline (TBG)
α2 globulines : Haptoglobine, α2 macroglobuline, Ceruloplasmine Antithrombine III, Choline-estérase, Plasminogène, Rétinol binding proteine (RBP)
β globulines : Transferrine CRP, Fibrinogène si plasma (migration β-γ) Hémopexine, Beta apolipoprotéine Fraction C3 et C4 du complément Sex hormone binding globuline, Transcobalamine
γ globulines : Immunoglobulines de différents classes : IgG, A, M, D, E (A et M entre β et γ)
- EXEMPLE D’UNE PLAQUE D’ELECTROPHORESE :
INTEGRATION D’UNE ELECTROPHORESE DES PROTEINES SERIQUES (Document Sebia)
ALB
α-1
α-2
β
γ
Gamma
Bêta
Alpha 2
Alpha 1
Albumine
g/l%Fraction
Protides totaux : g/l A/G :
REPRESENTATION SCHEMATIQUE D’UNE IMMUNOGLOBULINE
FRACTION A L’ELECTROPHORESE PROTEINE NATURE M M pHi ½ VIE NORMES
ADULTE FONCTIONS
Préalbumine : PALB Holoprotéine 55 kD 2 j 0,2 - 0,4 g/l Transport Horm thyroidiennes, PRI-. Albumines 54-65 %, 38-46 g/l Albumine : ALB Holoprotéine 66 kD 4,7 15-20 j 40 - 45 g/l
Transporteur non spécifique, PRI-, Maintien de la pression oncotique
α1-antitrypsine : α1-AT Glycoprotéine Nbx phénotypes 55 kD 4,8 5 j 0,8 – 2,0 g/l
Inhibiteur de protéases, PRI+ lente Alpha1-Globulines
1,1-3,7 %, 0,8-2,6 g/l Orosomucoïde : ORO (α1-glycoprotéine acide)
Glycoprotéine 41 kD 2,5 2 à 3 j 0,5 - 1,3 g/l Rôle mal connu, PRI+ lente.
Haptoglobine : Hp Glycoprotéine 3 phénotypes
Hp1-1 : 86 kD (le + fréquent
en Europe 4,2 3 à 5 j 0,3- 2,0 g/l
Maintien du capital martial de l’organisme par fixation de l’Hb, PRI+ lente.
α2-macroglobuline : α2-M Glycoprotéine 850 kD 5,4 5 j 1,5 - 3,5 g/l Inhibiteur de protéases, (PRI+). Alpha2-Globulines 8,5-15 %, 6-10 g/l
Céruloplasmine : CER (céruléoplasmine) Glycoprotéine 134 kD 4,4 4 à 5 j 0,2 - 0,6 g/l
Fixation du cuivre plasmatique, Oxydation du fer, PRI+très lente.
Transferrine : TRF (Sidérophiline) Glycoprotéine 76 kD 5,5
5,9 7 j 2 - 3,8 g/l Transporteur du fer, PRI-.
C-réactive protéine : CRP (Protéine-C réactive) Holoprotéine 120kD
6 à 8 H < 3 mg/l
Activateur du complément, PRI+ rapide.
β1
Beta-globulines βγ8,6-15 %, 6-10 g/l
βγ Fibrinogène : FIB Glycoprotéine 330 kD 3 à 5 j 3,5 g/l Facteur de coagulation, PRI+ lente.
IgG (IgG1 , G2, G3 et G4) Glycoprotéine 150 kD 24 j 8 à 16 g/l Anticorps, protection à long terme.
IgA (IgA1, IgA2) Glycoprotéine 160 kD plasma 400 kD sécrétions
6 j 2 à 4 g/l Anticorps des sécrétions.
IgM Glycoprotéine 950 kD 5 j 0,5 à 2 g/l Anticorps, protection à cours terme.
IgD Glycoprotéine 185 kD 4 j 0,05 à 0,4 g/l Rôle plutôt mineur.
Gamma-globulines 9,2-18%, 6,4-13 g/l
IgE Glycoprotéine 190 kD 2 à 3 j 0,1 à 1 mg/l Anticorps de la réaction allergique.
PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES ET FONCTIONS PRINCIPALES DE QUELQUES PROTEINES PLASMATIQUES
Exemples de Profils Electrophorétiques (Document Sebia – Hydragel Protéine)
IV. ETUDE DE QUELQUES SYNDROMES
A) SYNDROME DE DÉNUTRITION
Définition : Dénutrition = déficit d’apport nutritionnel principalement quantitatif
Mécanismes :Dénutrition exogène : Carence d’apport (anorexie mentale, cancer, malabsorption) Dénutrition endogène : Maladies inflammatoires (Maladie infectieuses, auto-immunes, Cancers…)
Fuites (cutanées, rénales, intestinales) Défaut de synthèse (Insuffisance hépatocellulaire)
Dénutrition mixte
Evaluation : Clinique, anthropométrique, biologique
Marqueurs biochimiques:Marqueur « idéal » : Dépendre essentiellement de l’état nutritionnel
Varier significativement de façon précoceProfil de base : 2 marqueurs de dénutrition = ALB + PALB
1 marqueur d’inflammation = ORO+ éventuellement RBP ou TRF
Index biologique ou clinico-biologique:Index de Buzby ou N R I : 1,519 x ALB (g/l) + 0,417 x (poids actuel / poids idéal) x 100
N > 97,5 ; 83,5 < modérée < 97,5 ; sévère < 83,5.P I N I : [CRP (mg/l) x ORO (mg/l)] / [ALB (g/l) x PALB (mg/l)]
Risque : faible 1-10 ; modéré 11-20 ; de complications 21-30 ; vital >30.
IV. ETUDE DE QUELQUES SYNDROMES
A) SYNDROME DE DÉNUTRITION
Dénutritionexogène débutantesans inflammation
PALB ALB et ORO = N
Dénutritionexogène chroniquesans inflammation
PALB et ALBORO = N
Dénutritionendogène isolée
avec inflammationPALB et ALB
ORO
Dénutrition mixte,endogène avec
inflammation et exogènePALB et ALB
ORO
Exemples de profils nutritionnels:
IV. ETUDE DE QUELQUES SYNDROMESB) SYNDROME INFLAMMATOIRE
Définition : Réaction inflammatoire = réponse de l’organisme à une agression tissulaired’origine exogène (infection, traumatisme physique ou chimique….) oud’origine endogène (immunologique, tumorale…..)
Mécanisme:
Marqueurs biochimiques:Marqueur « idéal » : Varier exclusivement avec une inflammation, sans liaison à la cause,
Cinétique de variation rapide, amplitude de variation significative etproportionnelle au degré de l’inflammation.
Profil de base : 1 marqueur cinétique rapide = CRP 2 marqueurs cinétique intermédiaire = ORO + HPT
Recherche de pathologies associées : Hémolyse → HPT, Carence martiale → TRFDénutrition → ALB, TRF, Fuites protéiques Ur → ALB, ORO
Electrophorèse des protéines sériques :
Foyer inflammatoire Cytokines Foie CRP, AATORO, HPTCER, FIB
ALB, PALBRBP, TRFPRI-
PRI+
IV. ETUDE DE QUELQUES SYNDROMES
C) SYNDROME NEPHROTIQUE
Définition : purement biologique associant 3 signes- protéinurie d'origine glomérulaire > 3 g/24h,- hypoprotidémie < 60 g/l,- hypoalbuminémie < 30 g/l.
Electrophorèse desprotéines sériques S normal
Patient
Albumineα2-globulinesγ-globulines
Protéinurie = 10,1 g/24H
IV. ETUDE DE QUELQUES SYNDROMES
D) GAMMAPATHIES
Schéma d’investigation dans le sérum
ELP G L Ll Ll
Commentaire : Présence d’une IgG Lambda monoclonale avec excèsde chaîne légère libre lambda monoclonale
PatientS normal