تحليل بلازما الدم أحد الإجراءات الأساسية في عملية التشخيص، يمدنا بمعلومات دقيقة عن حال الأعضاء والأنسجة، وهذا ما أعطى لبلازما الدم الأهمية الطبية في تحديد حالة المريض ومن ثم تحديد الإجراء المتبع، نشأت هذه الصلة بين البلازما وتشخيص المرض من حقيقة أن تخليق بروتينات البلازما يتأثر بصورة حساسة بمعظم الأمراض.
الأهمية الطبية والحيوية لبلازما الدم
تتميز بلازما الدم عن بقية التراكيب الحيوية الأخرى في الجسم بسهولة الحصول عليها. مما جعل دراسة مكوناتها محورًا مركزيًا في تطوير الكيمياء الحيوية والكيمياء الحيوية السريرية. من هنا نشأت الأهمية الحيوية لبلازما الدم. تحدث التغيرات في كميات بروتينات البلازما المختلفة والغلوبولينات المناعية في العديد من الأمراض ويمكن مراقبتها عن طريق الترحيل الكهربائي أو غيره من الإجراءات المناسبة.
لذا أضحت مراقبة التغيرات الطارئة على أنشطة بعض الإنزيمات الموجودة في البلازما ذات فائدة تشخيصية في عدد من الحالات المرضية. من خلال مراقبة الدم فقط يمكن معرفة الأحداث الجارية في أعماق الأنسجة، لذا فهو يعمل كأداة استخبارية دقيقة تمكننا من فهم الأنسجة التي يصعب فحصها والوصول إليها.
تحليل البلازما لتشخيص الأمراض
يتم تنفيذ معظم الوظائف الدموية – باستثناء تلك الخلوية المحددة مثل نقل الأكسجين والدفاع المناعي عن طريق الخلايا – بواسطة البلازما ومكوناتها. تتكون البلازما من:
- الماء.
- الكهارل.
- المستقلبات.
- العناصر الغذائية.
- البروتينات.
- الهرمونات.
تركيبة الماء والإلكتروليت في البلازما هي عمليا نفس تلك الموجودة في جميع السوائل خارج الخلية. تعتبر التحديدات المخبرية لمستويات Na، K، Ca، Mg، Cl، HCO، Paco، ودرجة الحموضة ذات أهمية كبرى في إدارة معظم الحالات المرضية.
بروتينات بلازما الدم
التركيز الكلي للبروتين في البلازما البشرية يقارب 7.0-7.5 جم / ديسيلتر، لذا فهو يشكل الجزء الأكبر من المواد الصلبة في البلازما. بروتينات البلازما في الواقع هي خليط معقد لا يشتمل على بروتينات بسيطة فحسب، بل يشمل أيضا بروتينات مقترنة مثل البروتينات السكرية والبروتينات الدهنية.
تقنيات تعريف بروتينات بلازما الدم
يسمح استخدام التقنيات البروتينية بعزل وتوصيف بروتينات البلازما، والتي لا زال إلى الآن يتم الكشف عن أنواع جديدة منها، حيث أن بعضها صغير جدًا، ويتطلب مستوى متقدم من التقنية للكشف عنه، لذا ومع تطور طرق الكشف يظهر لنا مدى تعقيد تركيب بلازما الدم، مما يعني أن بروتين بلازما الدم المعروف لنا لا زال في اتساع.
فصل البروتينات
تتوفر تقنيتين لفصل البروتين بغرض التعرف عليه:
التمليح
غالبًا ما يتم فصل البروتينات الفردية عن الخليط المعقد عن طريق استخدام المذيبات أو الإلكتروليتات (أو كليهما) لإزالة أجزاء البروتين المختلفة وفقًا لخصائص قابليتها للذوبان. هذا هو أساس ما يسمى بطرق التمليح. يمكن فصل بروتينات البلازما إلى ثلاث مجموعات رئيسية:
- الفيبرينوجين.
- الألبومين.
- الغلوبيولين.
الترحيل الكهربائي
هذه الطريقة تعتبر أكثر شيوعًا. هنالك أنواع عديدة من الترحيل الكهربي، يستخدم كل منها وسطًا داعمًا مختلفًا. ففي المختبرات السريرية تستخدم أسيتات السليلوز على نطاق واسع كوسيط داعم، يسمح استخدامه بتحليل بروتينات البلازما، بعد صباغتها إلى خمسة نطاقات محددة من الألبومين هي: a1 a2, b, c.
يُطلق على الشريط الملون من خلات السليلوز (أو وسط داعم آخر) اسم الشريان الكهربائي. يمكن تحديد كميات هذه النطاقات الخمسة بشكل ملائم باستخدام آلات المسح بقياس الكثافة. قد تم رصد التغيرات في بروتينات بلازما الدم في العديد من الأمراض بواسطة الترحيل الكهربائي.
أهمية بروتين بلازما الدم في توزيع السوائل
تركيز البروتين في البلازما مهم في تحديد توزيع السوائل بين الدم والأنسجة
الضغط بين البلازما والخلايا
في الشرايين يبلغ الضغط الهيدروستاتيكي حوالي 37 ملم زئبق. يقابله ضغط خلالي (ضغط الأنسجة) يبلغ 1 مم زئبق. يبلغ الضغط الأسموزي (الضغط الورمي) الذي تمارسه بروتينات البلازما حوالي 25 مم زئبق. بالتالي، فإن القوة الصافية الخارجية التي تبلغ حوالي 11 مم زئبق تدفع السائل إلى الفراغات الخلالية.
في الأوردة، يكون الضغط الهيدروستاتيكي حوالي 17 مم زئبق، وبالتالي فإن القوة الصافية التي تبلغ حوالي 9 ملم زئبق تجذب الماء مرة أخرى إلى الدورة الدموية. غالبًا ما يشار إلى الضغوط المذكورة أعلاه باسم قوى ستارلينج.
آثار انخفاض ضغط البلازما
إذا انخفض تركيز بروتينات البلازما بشكل ملحوظ (على سبيل المثال، بسبب سوء التغذية الحاد بالبروتين). فإن السائل لا ينجذب مرة أخرى إلى الحيز داخل الأوعية الدموية ويتراكم في مساحات الأنسجة خارج الأوعية الدموية، وهي حالة تعرف باسم الوذمة. الوذمة لها أسباب عديدة، ونقص البروتين أحدها.
تصنيف بروتينات بلازما الدم
تمت دراسة وتحليل بروتينات البلازما على نطاق واسع، وذلك نظرًا للسهولة النسبية في الحصول عليها، في الوقت الحالي تتوفر معلومات كثيرة عن معظم جوانبها والتي تشمل:
- تخليقها الحيوي.
- دورانها ومساراتها في الجسم.
- هيكلها الكيميائي.
- وظائفها الحيوية.
- معدلاتها الكمية الطبيعية.
- نسبة استقلابها في الحالات المرضية.
- بنيتها الجينية.
لقد سهل تحضير الأجسام المضادة الخاصة ببروتينات البلازما الفردية دراستها إلى حد كبير، مما سمح بترسيب وعزل وتحليل البروتينات النقية من الخليط المعقد الموجود في الأنسجة أو البلازما. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام النظائر قد جعل من الممكن تحديد طرق تخليقها الحيوي ومعدلات دورانها في البلازما.
أماكن تخليق بلازما الدم
بالرغم من أن بلازما الدم منتشرة في كافة أنحاء الجسم، إلا أنه يتم تصنيعها في أماكن محددة، معظم بروتينات البلازما تصنع في الكبد. قد تم تحديد ذلك من خلال التجارب على مستوى الحيوان بالكامل (على سبيل المثال، استئصال الكبد) وباستخدام تحضير الكبد المعزول، وشرائح الكبد، ومتجانسات الكبد، وأنظمة الترجمة في المختبر باستخدام المستحضرات المستخرجة من الكبد.
- الجلوبيولين y يصنع في خلايا البلازما.
- بعض من البلازما تصنع في الخلايا البطانية.
أماكن تخليق بلازما الدم في الخلية
تمر رحلة تخليق بلازما الدم في الخلية بعدة مراحل:
- يبدأ صنع بروتينات البلازما بشكل عام على غشاء متعدد الريبوزومات (ribosomes).
- ثم تعبر المسار الإفرازي الرئيسي في الخلية: الغشاء الإندوبلازمي وجهاز جولجي.
- بعدها تفرز في بلازما الدم.
يتم تخليق معظم بروتينات بلازما الدم كبروتينات أولية وتحتوي في البداية على بيبيدات إشارة طرفية أمينية. ثم تخضع لتعديلات مختلفة بعد الترجمة (التحلل البروتيني، والجليكوزيل، وما إلى ذلك) أثناء سفرهم عبر الخلية. تختلف أوقات العبور عبر خلية الكبد من موقع التوليف إلى البلازما من 30 دقيقة إلى عدة ساعات أو أكثر للبروتينات الفردية.
تعدد أشكال بروتينات البلازما
العديد من بروتينات البلازما تظهر تعددا للأشكال. تعدد الأشكال هو صفة مندلية أو أحادية الجين. تنوع فصائل الدم (ABO) أفضل الأمثلة المعروفة لتعدد بروتينات البلازما البشرية. هذه الظاهرة تنطبق على عدد من بروتينات بلازما الدم. يمكن تمييز هذه الأشكال متعددة بإجراءات مختلفة (على سبيل المثال، أنواع مختلفة من الرحلان الكهربائي أو التركيز الكهربي المتساوي). قد يُظهر كل شكل هجرة مميزة. قد أثبتت تحليل هذه الأشكال من البلازما المتعددة أنها ذات أهمية وراثية وأنثروبولوجية وسريرية.
تحديد نصف العمر لبروتينات بلازما الدم
كل بروتين من بروتينات بلازما الدم له نصف عمر مميز في الدورة الدموية، يمكن تحديد نصف العمر لبروتين البلازما بالخطوات التالية:
- وسم البروتين النقي المعزول بـ I أو Cr “في ظل ظروف معتدلة غير متداخلة.
- بعد ذلك حقن كمية معروفة من البروتين النشط إشعاعيًا في شخص بالغ عادي.
- تأخذ عينات من الدم على فترات زمنية مختلفة لتحديد النشاط الإشعاعي.
- ترسم قيم النشاط الإشعاعي مقابل الوقت.
- يحسب نصف العمر للبروتين (الوقت الذي ينخفض فيه النشاط الإشعاعي من قيمة الذروة إلى نصف قيمة الذروة).
- من خلال الرسم البياني الناتج وبعد خصم الوقت الذي يحتاجه البروتين المحقون لكي يتوازن وينمزج في الدم.
انخفاض نصف عمر بروتين البلازما أثناء المرض
تتراوح أعمار النصف التي تم الحصول عليها للألبومين والهبتوغلوبين في البالغين الأصحاء العاديين حوالي 20 و 5 أيام، على التوالي على نحو فعال. في بعض الأمراض، قد يتغير عمر النصف للبروتين بشكل ملحوظ. على سبيل المثال، في بعض أمراض الجهاز الهضمي مثل التهاب اللفائفي الناحي (مرض كرون).
قد تُفقد كميات كبيرة من بروتينات البلازما، بما في ذلك الألبومين، في الأمعاء من خلال الغشاء المخاطي المعوي الملتهب. المرضى الذين يعانون من هذه الحالة يعانون من اعتلال معدي معوي يفقد البروتين، وقد يتم تقليل عمر النصف من الألبومين المعالج باليود في هذه الموضوعات إلى أقل من يوم واحد.
بروتينات بلازما الدم المرتبطة بالأمراض
تزداد مستويات بعض البروتينات في بلازما الدم خلال الحالات الالتهابية الحادة أو الثانوية لأنواع معينة من تلف الذي يصيب الأنسجة. تسمى هذه البروتينات “بروتينات المرحلة الحادة” (أو المواد المتفاعلة) وتشمل:
بروتين سي التفاعلي (CRP)
سمي بهذا الاسم لأنه يتفاعل مع عديد السكاريد C من المكورات الرئوية، عادة ما يرتفع مستواه أثناء حالات الالتهاب المزمن وعند مرضى السرطان. يُعتقد أن هذه البروتينات تلعب دورًا في استجابة الجسم للالتهابات. لذا يستخدم CRP كعلامة على إصابة الأنسجة بالالتهاب، كذلك يستخدم كمؤشر لأنواع معينة من حالات القلب والأوعية الدموية الثانوية لتصلب الشرايين.
السيتوكين
بروتين تصنعه الخلايا التي تؤثر على سلوك الخلايا الأخرى.
إنترلوكين
بولي ببتيد ينطلق من الخلايا البلعمية وحيدة النواة، هو المحفز الأساسي – وليس الوحيد – لتخليق الغالبية من المواد المتفاعلة في المرحلة الحادة بواسطة خلايا الكبد.
تتمثل معظم الأهمية الطبية لبلازما الدم في البروتينات التي تستحوذ على النسبة الأكبر من الوزن الجاف له، تتكون البلازما من خليط معقد من البروتينات التي تتأثر بكل ما يجري في أجسامنا.