Kliniktaschenbucher W. H. Hitzig Plasmaproteine Pathophysiologie und Klinik Zweite, neubearbeitete Auflage Mit 37 Abbildungen Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1977 Professor Dr. med. Walter Hermann Hitzig Kinderklinik der Universitiit, Kinderspital, SteinwiesstraBe 75, CH - 8032 Ziirich Titei der ersten Auflage: W. H. Hitzig, Die Plasmaproteine in der klinischen Medizin ISBN 978-3-540-08035-0 ISBN 978-3-642-66548-6 (eBook) DOI 10.1007/978-3-642-66548-6 Library of Congress Cataloging in Publication Data. Hitzig, Walter, H., Plasmaproteine: Pathophysio logie und Klinik. (Kliniktaschenbiicher) First ed. published in 1963 under title: Die Plasmaproteine in der klinischen Medizin. Bibliography: p. Includes index. 1. Blood protein disorders - Diagnosis. 2. Blood proteins-Analysis. 3. Blood proteins. 1. Title [DNLM; 1. Blood proteins. WH400H676p) RC647.B6H57 1977616.1'576-56216 Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu deren Annahme, daB solche Namen im Sinne der Warenzeichen-und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wăren und daher von je dermann benutzt werden diirften. Das Werk ist urheberrechtlich geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte, insondere die der Obor setzung, des Nachdruckes, der Entnahme von Abbildungen, der Funksendung, der Wiedergabe aui photomechanischem oder iihnlichem Wege und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen blei ben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Bei Vervielfiiltigung fiir gewerbliche Zwecke ist gemiiB 54 UrhG eine Vergiitung an den Verlag zu zahlen. deren H6he mit dem Verlag zu vereinbaren ist. © by Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1977. Vorwort Seit dem Erscheinen der 1. Auflage (1963) waren auf dem Gebiet der Plasmaproteine groBe Fortschritte zu verzeichnen. Unser dama liges Anliegen der Einfuhrung spezifischer Techniken in das Klinik laboratorium wurde an vielen Orten weitgehend verwirklicht; heute steht das Bediirfnis nach Vereinfachung im Vordergrund. Die ungeheure Menge neuer Befunde und Erkenntnisse verlangte nach einer neuen Form der Darstellung, bei der nicht die Vollstan digkeit, sondern die Sichtung, Straffung und Wertung im Vorder grund stand. Der Vorschlag des Springer-Verlags zur Eimeihung in die "Klinik-Taschenbucher" kam daher meinem Wunsch nach pra xisbezogener Darstellung entgegen. Allerdings war dabei leider die Zusammenarbeit mit den friiheren Mitautoren (BUTLER, COTIIER, HESS, VON MURALT) nicht mehr moglich; ich bin ihnen trotzdem fur viele klarende Diskussionen und Beratungen dankbar. - Die be schrankte auBere Form wirkte sich auch auf das Literaturverzeichnis aus; dieses muBte so knapp gehalten werden, daB damit nicht aIle Behauptungen im Text wissenschaftlich belegt sind; nach Moglich keit wurden aber weiterfuhrende Obersichtsarbeiten zitiert, in denen die Originalliteratur zu finden ist. Tatsachlich war also eine vollstandige Neufassung des ganzen Tex tes notwendig; sie wurde ermoglicht durch einen Studienurlaub im Wintersemester 1975176, fUr dessen Gewiibrung ich der Universitat Zurich zu Dank verpflichtet bin. Fur Unterstutzung meiner Bestre bungen danke ich allen Mitarbeitern: den Klinikern, die bei der Be schaffung des Materials behilflich waren; dem Laboratorium fUr Im munologie, insbesondere Herro Dr. JOLLER, Frau Dr. FRATER, Frl. JAKOB und Frl. GOSSWEILER; ferner Herrn und Frau ADANK fUr die v Anfertigung der Zeichnungen und Herrn BRUNNER und Frl. RAST fur die Fotografien; ganz besonderer Dank gebuhrt schlieBlich Frau RIcKLlN und Frl. HOTIlGER fur die Hilfe bei der Beschaffung der Literatur und fUr aIle Schreibarbeiten. Zurich, Januar 1977 w. H. HITZIG VI In haltsverzeich ni s L Einleitung 1 H. Gnmdlagen 3 1. Physikodtemisdte Struktur der Proteine 3 1.1. Primarstruktur . . 4 1.2. Sekundiirstruktur 4 1.3. Tertiarstruktur . . 6 1.4. Quatemiirstruktur 6 2. Methoden der Proteinanalyse .... . . . . . . .. 7 3. Wertigkeit einzelner Methoden und aUgemeiner Un tersuchungsplan . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16 4. Praktische Durchfiihrung spezieUer Plasmaprotein- untersuchungen ..... 19 4.1. Routineuntersuchungen 19 4.2. Spezielle Untersuchungen 21 4.2.1. Quantitative Bestimrnung einzelner Proteinfraktio- nen . . . . . . . . . . . . 21 4.2.2. Immunoelektrophorese 22 4.2.3. Sonstige Untersuchungen 23 4.3. Befunderstellung . . . . . 23 4.4. Fehlerquellen. . . . . . 24 4.4.1. Pathophysiologische Fehlerquellen 25 4.4.2. Technische Fehlerquellen 25 4.5. MaBe und Einheiten . . . . . . . . 26 VII 5. Eigenschaftenkliniscb bedeutsamer Plasmaproteine . 26 5.1. Entwicklungsabhangige (phasenspezifische) Pro- teine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 5.1.1. Embryonale, fetale und onkofetale Proteine 27 5.1.1.1. Fetuin ................ 27 5.1.1.2. urFoetoprotein ........... 37 5.1.1.3. Karzino-embryonales Antigen (CEA) 37 5.1.1.4. ti-Onko-Fetale Antigen (BOFA) .. 37 5.1.1.5. y-Foetoprotein . . . . . . . . . . . . 37 5.1.2. Schwangerschafts-assoziierte Proteine 38 5.2. Transportproteine . . . . . . . . . . 38 5.2.1. Albumin . . . . . . . . . . . . . . . 39 5.2.2. Praalbumin (PA) .......... 40 5.2.3. Transcortin (Cortisol-binding globulin = (CBG) 40 5.2.4. Metallbindendes Protein (ur9,5-S-Glykoprotein) 41 5.2.5. Haptoglobin (Hp) ........ 41 5.2.6. Hamopexin (Hx) . . . . . . . . . 42 5.2.7. Retinolbindendes Protein (RBP) 42 5.2.8. Transcobalamine I-III . . 43 5.2.9. Heparinbindendes Protein 43 5.2.10. uz-Makroglobulin (UZM) . 43 5.2.11. Transferrin (Siderophilin) 44 5.2.12. Proteine der akuten Phase 44 5.3. Immunglobuline (Ig) . . . 46 5.3.1. Bauplan des Immunglobulin-Molekiils 47 5.3.2. Inkomplette Immunglobulin-Bruchstiicke 55 5.3.3. Mit Immunglobulinen verwandte Proteine 55 5.4. Komplementsystem 56 5.5. E~e 58 5.5.1. Cholinesterase . 58 5.5.2. Coeruloplasmin 59 5.5.3. Plasminogen . . 59 5.5.4. Lysozym . . . . 59 5.5.5. Lipoprotein-Lipase 60 5.5.6. Adenosin-Deaminase 60 5.5.7. tiz-Glykoprotein I . 60 5.6. E~-Inhibitoren 60 5.7. Gerinnungsfaktoren 61 5.7.1. Fibrinogen . . . . . 62 5.8. Lipoproteine . . . . 64 5.9. Proteine mit noch unbekannter Funktion 67 VIII 6. Stoffwecbsel der Plasmaproteine .......... 68 In. KHnik der ProteinYeriindenmgen . . . . . . . . .. 73 1. Physiologische Befunde ............ 73 1.1. Plasmaproteine w3.hrend der Schwangerschaft 74 1.2. Plasmaproteine der Fetalzeit 75 1.2.1. Fetale Proteine ................ 75 1.2.2. Obrige Plasmaproteine des Fetus ....... 77 1.3. Plasmaproteine in der friihen postnatalen Zeit 79 1.3.1. Immunglobuline............... 79 1.3.2. Entwicklung der iibrigen Plasmaproteine ... 83 1.4. Plasmaproteine im Senium .......... 83 1.5. Genetisch fixierte Proteinpolymorphismen = Iso- proteine ....................... 84 2. Patbologische Befunde 85 2.1. PrimiireStorungen = Protein-Synthese-Anomalien 87 2.1.1. Defekt- Pathoproteiniimien ....... . 87 2.1.1.1. Analbuminiimie ............. . 87 2.1.1.2. Kongenitale Defekte des Priialbumins (PA ) 90 2.1.1.3. Ahaptoglobiniimie . . . . . . . . . . . . . 91 2.1.1.4. Transcobalmin II-Mangel ........ . 91 2.1.1.5. Kongenitaler Transferrin-Mangel .... . 92 2.1.1.6. Immunglobulinmangel - A-y-Globuliniimie und Antikorpermangel-Syndrome . . . . . . . . . 92 2.1.1.7. Mangel an Komplementfaktoren .......... 102 2.1.1.8. Mangel an Inhibitoren der Komplementfaktoren: Quincke-(jdem .............. . 104 2.1.1.9. urAntitrypsin-Mangel .......... . 104 2.1.1.10. Kongenitaler Mangel spezifischer Enzyme . 106 2.1.1.11. Mangel an Gerinnungsfaktoren . 108 2.1.1.12. Lipoproteindefekte ............ . 110 2.1.2. Primiire Dysproteiniimien . . . . . . . . . . 112 2.1.2.1. Gleichgewichtsstorungen der Immunglobulinsyn- these . . . . . . . . . . . . . . . 113 2.1.2.2. Familiiire Hyperlipoproteiniimien . . . . . . . . . . 135 IX 2.2. Sekundare Storungen = Reaktive Anomalien ... 139 2.2.l. Hypoproteiniimie ............... 139 2.2.1.1. Exogen bedingte Hypoproteiniimie (Protein-Hun- ger) ................ . 141 2.2.1.2. Endogen bedingte Hypoproteiniimie 144 2.2.2. Reaktionen der akuten Phase (AP) 160 2.2.2.1. Entziindliche Reaktionen .... 164 2.2.2.2. Reaktionen bei Malignomen . . . 173 2.2.2.3. Reaktionen bei Schwangerschaft 176 2.2.3. Dysproteiniimie bei Leberleiden 176 2.2.3.l. Akute Hepatitis ... 178 2.2.3.2. Chronische Hepatitis 181 2.2.3.3. Leberzirrhose 182 2.2.3.4. Cholostase . . . . . . 184 2.2.4. Autoimmun-Krankheiten 185 2.2.5. Allergische Reaktionen . 190 2.2.6. Erworbene Veriinderungen der Lipoproteine 193 2.2.6.1. Sekundare Hypo-Lipoproteiniimien . . . . . 193 2.2.6.2. Sekundiire Hyper-Lipoproteiniimien 193 2.3. Plasmaproteine in anderen Korperfliissigkeiten 196 2.3.l. Plasmaproteine im Urin ... 196 2.3.2. Plasmaproteine in Exsudaten ..... . 197 2.3.3. Plasmaproteine in Sekreten ...... . 1<l:7 2.3.4. Plasmaproteine im Liquor cerebrospinalis . 199 2.3.5. Plasmaproteine in Lymphe ...... . .201 2.3.6. Plasmaproteine im Augenkammerwasser . 201 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 v. Sachyerzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 x I. Einleitung Ais Proteine (abgeleitet von protoio = ich nehme den ersten Platz ein) wurden von MULDER 1839 [M 3]1 die "Grundstoffe der leben den Substanz" bezeichnet. Diese Ansicht - seinerzeit eher eine Vorahnung - hat sich besHitigt: Der groBte Anteil der lebenden Zelle besteht aus Proteinen, die entweder strukturell oder funktio nell von Bedeutung sind; zahlreiche Lebensfunktionen sind an spe zifische Proteine gekniipft (kontraktile Elemente, Enzyme, Trans portglobuline etc). Gegeniiber diesem treffenden Ausdruck beruht die deutsche Bezeichnung "EiweiBe" auf einer unrichtigen Verall gemeinerung, und sie wird deswegen im folgenden konsequent ver mieden. Blut ist ein "fliissiges Gewebe" das leicht und wiederholt untersucht werden kann. Es stellt das wichtigste materielle Kommunikations mittel im Korper dar, gelangt iiberall hin und transportiert alle Sub stanzen, die fUr den Stoffwechsel notwendig sind oder dabei abfal len. Der Gas-Transport ist an das partikulare System der Erythrozy ten gebunden, deren kompakte Form den fUr Warmbliiter notwen digen schnellen Umsatz iiberhaupt erst ermoglicht. Wahrend jeder Student mit dieser Vorstellung friihzeitig vertraut gemacht wird, ist die Anwendung desselben Gedankens auf chemische Stoffe noch kaum verbreitet, obschon die Konzeption der Vehikelfunktion der Plasmaproteine von BENNHOLD schon 1932 [B 7] vorgebracht und seither an zahlreichen Beispielen bewiesen wurde: Spezifische Pro teine transportieren Energietrager (z. B. Fett) , viele Ionen (Cal cium), Vitamine (Vitamin B12) und Hormone (Steroide), sowie bei 1 Literaturverzeichnis s. S. 203-210 Aile Literaturzitate in eckigen Klammem []. 1