Порушення білкового обміну

Відео: pathophysiology of carbohydrate metabolism (Lecture). T.N.0 Alhendi. Part 1/2

зміст

1. При яких захворюваннях виникає порушення білкового обміну
2. До яких лікарів звертатися, якщо виникає порушення білкового обміну

Відео: Цукровий діабет: типи, симптоми і лікування

білки - найбільш важливі біологічні речовини живих організмів. Вони служать основним пластичним матеріалом, з якого будуються клітини, тканини і органи тіла людини. Білки складають основу гормонів, ферментів, антитіл та інших утворень, що виконують складні функції в житті людини (травлення, зростання, розмноження, імунітет і ін.), Сприяють нормальному обміну в організмі вітамінів і мінеральних солей. Білки беруть участь в утворенні енергії, особливо в період великих енергетичних витрат або при недостатній кількості в харчуванні вуглеводів і жирів. Енергетична цінність 1 г білка становить 4 ккал (16,7 кДж).
При нестачі білків в організмі виникають серйозні порушення: уповільнення зростання і розвитку дітей, зміни в печінці дорослих, діяльності залоз внутрішньої секреції, складу крові, ослаблення розумової діяльності, зниження працездатності і опірності до інфекційних захворювань.

При яких захворюваннях виникає порушення білкового обміну

Оскільки білки займають центральне положення в здійсненні процесів життєдіяльності організму, то і порушення білкового обміну в різних варіантах є компонентами патогенезу всіх без виключення патологічних процесів. Для отримання повного уявлення про порушення білкового обміну, виходять з поняття про азотистом рівновазі. У нормального дорослої людини кількість азотистих речовин, що виводяться з організму, дорівнює тому, яке він отримує з їжею. В організмі, що росте, при вагітності, при введенні або надлишкової вироблення гормонів анаболічного дії, при відгодівлі після виснажують захворювань азоту виводиться менше, ніж надходить, т. Е. Анаболічні процеси переважають над катаболическими (позитивний баланс азоту). Негативний баланс азоту має місце при втраті білків або великій витраті їх організмом. Це може бути при голодуванні, втрати білків через нирки (протеїнурія), шкіру (опіки), кишки (пронос), при тиреотоксикозі, інфекційної лихоманці.

Порушення білкового обміну можливі на всіх етапах, починаючи з всмоктування і закінчуючи виведенням з організму кінцевих продуктів обміну. У такій послідовності ці порушення будуть розглянуті нижче.

I. Порушення всмоктування і синтезу білків
Оскільки в організмі практично немає депо білків, а джерелом амінокислот для їх синтезу служать в основному компоненти їжі, то, природно, при порушенні травлення і всмоктування білків розвивається аліментарна білкова недостатність. Спостерігається вона при запальних і дистрофічних змінах різних відділів кишок, що супроводжуються порушенням їх секреторної і моторної функцій, при голодуванні, незбалансованому за амінокислотним складом їжі.

Однак для нормального синтезу білків необхідно не тільки достатню кількість амінокислот, але і правильне і активне функціонування системи цього синтезу і кодують його генетичних структур. Порушення продукції білка може бути придбаним і спадковим. Воно виражається в зміні кількості синтезованих молекул або появі молекул зі зміненою структурою.

Збільшення або зменшення кількості синтезованого білка найчастіше пов`язано зі зміною регуляторних впливів з боку ряду гормонів, нервів і імунної системи. Крім того, до порушення протеосінтеза може призводити конденсація хроматину при різних патологічних процесах в клітинах, нерегульована швидкість списування матричної РНК при порушенні функціонування гена - регулятора або оператора (в пухлинних клітинах), а також дефекти в структурі рибосом, що виникають, наприклад, під впливом стрептоміцину .

Синтез білків із зміненою структурою зазвичай буває наслідком помилок в геномі. Це може проявлятися порушенням амінокислотного складу білкової молекули (наприклад, молекула гемоглобіну при серповидно-клітинної анемії), укороченням молекул (коли транскрипція інформації з ДНК-матриці йде тільки до дефекту в ній), а також синтезом аномально довгих білків, якщо мутація відбулася в "стоп-сигнал" гена і терминирующего кодон зник. Прикладом цього може служити поява подовжених альфа-ланцюгів гемоглобіну. Продукція білків із зміненою структурою може бути також наслідком порушення одного з ланок белоксинтезирующей системи - апарату трансляції або посттрансляционной модифікації молекул. Зі збільшенням частоти помилок трансляції в процесі життя пов`язують старіння організму.

II. Порушення обміну амінокислот

Порушення трансаминирования і окисного дезамінування. Процеси трансаминирования і дезамінування мають універсальне значення для всіх живих організмів і усіх амінокислот: трансамінування призводить до утворення амінокислот, дезамінування - до їх руйнування.

Суть реакції трансамінування полягає в оборотному перенесення аміногрупи від амінокислоти на а-кетокислоту без проміжного утворення вільного аміаку. Реакція каталізується специфічними ферментами: амінотрансфераз або трансаміназ, кофакторами яких є фосфорильовані форми піридоксину (піридоксальфосфат і пірідок-самінофосфат).

Порушення реакції трансамінування можуть виникати з кількох причин: це перш за все недостатність піридоксину (вагітність, придушення сульфаніламідними препаратами кишкової флори, частково синтезує вітамін, гальмування синтезу пиридоксальфосфата під час лікування фтивазидом). Зниження активності трансаміназ відбувається також при обмеженні синтезу білків (голодування, важкі захворювання печінки). Якщо в окремих органах виникає некроз (інфаркт міокарда або легких, панкреатит, гепатит та ін.), То внаслідок руйнування клітин тканинні трансамінази надходять в кров і підвищення їх активності в крові при даній патології є одним з діагностичних тестів. У зміні швидкості трансаминирования істотна роль належить порушенню співвідношення між субстратами реакції, а також гормонам, особливо глікокортикоїди і гормону щитовидної залози, що робить стимулюючий вплив на цей процес.

Пригнічення окисного дезамінування, що призводить до накопичення невикористаних амінокислот, може викликати підвищення концентрації амінокислот в крові - гіпераміноацідемія. Наслідком цього є посилена екскреція амінокислот нирками (аминоацидурия) і зміна співвідношення окремих амінокислот в крові, створюють несприятливі умови для синтезу білкових структур. Порушення дезаминирования виникає при нестачі компонентів, прямо або побічно беруть участь в цій реакції (недолік піридоксину, рибофлавіну, нікотинової кислоти-гіпоксія- білкова недостатність при голодуванні).

Порушення декарбоксилирования. Будучи дуже важливим, хоча і не універсальним, напрямком білкового обміну, декарбоксилирование протікає з утворенням CO2 і біогенних амінів. Декарбоксилюванню піддаються тільки деякі амінокислоти: гістидин - з утворенням гістаміну, тирозин - тираміну, 1-глутамінова кислота - -аміномасляної кислоти, 5-гідрокситриптофан - серотоніну, похідні тирозину (3,4-диоксифенилаланин) і цистину (1-цістеіновая кислота) - відповідно 3,4-діоксіфенілетіламіна (дофамін) і таурину.

Біогенні аміни, як відомо, мають специфічну біологічну активність і збільшення їх кількості може викликати ряд патологічних явищ в організмі. Причиною такого збільшення може бути не тільки посилення декарбоксилирования відповідних амінокислот, але і пригнічення окислення амінів і порушення їх зв`язування білками. Так, наприклад, при гіпоксичних станах, ішемії і деструкції тканин (травми, опромінення та ін.) Послаблюються окислювальні процеси, що сприяє посиленню декарбоксилирования. Поява великої кількості біогенних амінів в тканинах (особливо гістаміну і серотоніну) може викликати значне порушення місцевого кровообігу, підвищення проникності судин і пошкодження нервового апарату.

Спадкові порушення обміну деяких амінокислот. Проходження амінокислот через певні метаболічні шляхи детермінується наявністю і активністю відповідних ферментів. Спадкове порушення синтезу ферментів призводить до того, що відповідна амінокислота не включається в метаболізм, а накопичується в організмі і з`являється в біологічних середовищах: сечі, калі, поті, цереброспинальной рідини. Клінічна картина такого захворювання визначається, по-перше, появою занадто великої кількості речовини, яке повинно було метаболизироваться за участю заблокованого ферменту, а по-друге, дефіцитом речовини, яке повинно було утворитися.

Порушення обміну фенілаланіну. Фенілаланін в нормі необоротно окислюється в тирозин. Якщо ж в печінці порушується синтез необхідного для цього ферменту фенілаланінгідроксилази, то окислення фенілаланіну йде по шляху утворення фенилпировиноградной і фенілмолочная кислот - розвивається фенілкетонурія. Однак цей шлях має малу пропускну здатність і тому фенілаланін накопичується у великій кількості в крові, тканинах і цереброспинальной рідини, що в перші ж місяці життя веде до важкого ураження центральної нервової системи і невиліковному недоумства. Через недостатнє синтезу тирозину знижується утворення меланіну, що обумовлює посветление шкіри і волосся. Крім того, при збільшеною виробленні фенилпировиноградной кислоти гальмується активність ферменту (дофамінгідроксілази), необхідного для утворення катехоламінів (адреналіну, норадреналіну). Тому тяжкість спадкового захворювання визначається комплексом всіх цих порушень.

Встановити хворобу можна за допомогою наступної проби: при додаванні до свіжої сечі декількох крапель 5% розчину трихлороцтового заліза з`являється оливково-зелене забарвлення. Хворі гинуть в дитинстві, якщо не проводиться спеціальне лікування, яке полягає в постійному, але обережне (контроль за амінокислотним складом крові) обмеження надходження фенілаланіну з їжею.

Порушення обміну тирозину. Обмін тирозину здійснюється декількома шляхами. При недостатньому перетворенні утворилася з тирозину парагідроксіфенілпіровіноградной кислоти в гомогентизинової перша, а також тирозин виділяються з сечею. Це порушення носить назву Тирозиноз. Якщо ж затримка окислення тирозину відбувається в момент перетворення гомогентизиновой кислоти в малеілацетоуксусную, розвивається алкаптонурія. Фермент, що окисляє гомогентизинової кислоту (оксидаза гомогентизиновой кислоти), утворюється в печінці. У нормі він настільки швидко розриває її гидрохиноновую кільце, що кислота "не встигає" з`явитися в крові, а якщо і з`являється, то швидко виводиться нирками. При спадковому дефекті цього ферменту гомогентізіновая кислота у великій кількості можна знайти в крові і сечі. Сеча при стоянні на повітрі, а також при додаванні до неї лугу стає чорною. Це пояснюється окисленням гомогентизиновой кислоти киснем повітря і утворенням в ній алкаптона ("захоплюючий луг"). Гомогентізіновая кислота з крові проникає в тканини - хрящову, сухожилля, зв`язки, внутрішній шар стінки аорти, внаслідок чого з`являються темні плями в області вух, носа, щік, на склерах. Іноді розвиваються важкі зміни в суглобах.

Тирозин, крім того, є вихідним продуктом для освіти барвника шкіри і волосся - меланіну. Якщо перетворення тирозину в меланін зменшено через спадкової недостатності тирозинази), виникає альбінізм.
Нарешті, тирозин є попередником тироксину. При недостатньому синтезі ферменту, що каталізує процес йодування тирозину вільним йодом, порушується утворення гормонів щитовидної залози.

Порушення обміну триптофану. Основний шлях метаболізму триптофану приводить до синтезу аміду нікотинової кислоти, який грає дуже важливу роль в життєдіяльності організму, будучи простетичної групою ряду окисних ферментів - нікотінамідаденіндінук-леотідов (НАД) і його відновленої форми нікотінамідаденін-дінуклеотідфосфата (НАДФ). Тому при недостатності нікотинової кислоти і її аміду порушуються багато обмінні реакції, а при значному дефіциті цих речовин розвивається пелагра.
Порушення обміну триптофану може проявитися також у зміні кількості утворюється з нього серотоніну.

III. Порушення кінцевих етапів білкового обміну
Патофізіологія кінцевих етапів білкового обміну включає в себе патологію процесів утворення азотистих продуктів (сечовина, аміак, сечова кислота) та виведення їх з організму. Основним показником порушення утворення і виділення сечовини та інших азотистих продуктів обміну є зміна змісту і складу залишкового (небілкового) азоту в крові (норма - 20 - 30 мг%). Залишковий азот на 50% складається з азоту сечовини, близько 25% його припадає на частку амінокислот, інша частина - на інші азотисті продукти. Немочевінная частина його отримала назву резидуального азоту. Збільшення залишкового азоту в крові - гіперазотемія - може бути наслідком порушення утворення сечовини в печінці (продукційна, або печінкова, гіперазотемія) і порушення видільної функції нирок (ретенційна, або ниркова, гіперазотемія).

Порушення утворення сечовини спостерігаються при ряді захворювань (дистрофічні зміни в печінці, гіпоксія), а також можуть бути спадково обумовленим дефектом. Спадкові порушення мочевінообразованія проявляються при недостатньому синтезі аргінін-сукцінатліази (аргінінсукцінатурія), карбамоілфосфатсінтетази і орнітінкарбамоілтрансферази (аммонійемія) і аргінінсукцінат-синтетази (цітруллінурія).

Найбільш частим наслідком порушення синтезу сечовини є накопичення аміаку в крові. Кількість його може збільшуватися при різко вираженому порушенні видільної функції нирок. Токсична дія аміаку обумовлено перш за все його впливом на центральну нервову систему. Воно може бути прямим і опосередкованим. Останнє полягає в посиленому знешкодженні аміаку внаслідок зв`язування його глутамінової кислотою. Вимкнення внаслідок цього глутамінової кислоти з обміну проявляється прискоренням переаминирования амінокислот з а-кетоглутаровой кислотою, яка тим самим відволікається від участі в циклі трикарбонових кислот (цикл Кребса). Гальмування циклу Кребса призводить до затримки утилізації ацетил-СоА, який, перетворюючись в кетонові тіла, сприяє розвитку коматозного стану.

Порушення утворення і виділення сечової кислоти. Сечова кислота - це кінцевий продукт обміну пуринових основ, що входять в структуру нуклеїнових кислот. Порушення утворення і виділення сечової кислоти можуть спостерігатися при захворюваннях нирок, при лейкозі. Однак найбільш яскраво ці порушення проявляються при подагрі.

Подагра була відома ще в стародавньому світі і описана Гіппократом. Вивчення захворювання почалося в 1860 р, коли Гаррод, сам страждав на подагру, дав її класичне опис і виявив в крові у хворих збільшення вмісту сечової кислоти (гіперурикемія). До подагрі існує нахил у вигляді домінантно успадкованого підвищення рівня сечової кислоти в крові і, можливо, зміни факторів, що підтримують сечову кислоту в розчиненому стані. Факторами ризику виникнення подагри можуть бути надмірне надходження пуринів в організм (вживання в їжу великої кількості м`яса, особливо з вином і пивом) - надмірне надходження в організм молібдену, який входить до складу ксантиноксидази, що переводить ксантин в гіпоксантин, який потім перетворюється в сечову кислоту- пол (частіше хворіють чоловіки) - похилий вік, для якого характерна вікова гіперурикемія.

Механізм підвищення рівня сечової кислоти в крові у хворих не зовсім ясний. Певна роль в цьому відводиться як порушення виділення сечокислих сполук нирками, так і посиленого утворення їх з гліцерину та інших попередників.

Гіперурикемія може супроводжуватися відкладенням солей сечової кислоти в суглобах і хрящах, де в силу слабкого кровопостачання завжди є тенденція до закислення середовища, що сприяє випаданню солей в осад (особливо при дефекті факторів, що підтримують їх в розчиненому стані). Відкладення солей викликає гостре подагричне запалення, що супроводжується болем, лихоманкою, а також алергічними проявами і закінчується утворенням подагричних вузлів і деформацією суглобів.

IV. Порушення білкового складу крові

Зміни в кількісному і якісному співвідношенні білків крові спостерігаються майже при всіх патологічних станах, які вражають організм в цілому, а також при вроджених аномаліях синтезу білків. Порушення вмісту білків плазми крові може виражатися зміною загальної кількості білків (гіпопротеїнемія, гіперпротеїнемія) або співвідношення між окремими білковими фракціями (диспротеїнемія) при нормальному загальному змісті білків.

Гипопротеинемия виникає головним чином за рахунок зниження кількості альбумінів і може бути придбаної (при голодуванні, захворюваннях печінки, порушенні всмоктування білків) і спадковою. До гипопротеинемии може привести також вихід білків з судинного русла (крововтрата, плазмопотеря, ексудація, транссудация) і втрата білків з сечею (протеїнурія).

Гіперпротеїнемія частіше буває відносною (згущення крові). Абсолютна гіперпротеїнемія зазвичай пов`язана з гіперглобулінемією, як правило, зі збільшенням рівня у-глобулінів (як компенсаторна реакція при пониженому вмісті альбумінів в крові, посилення синтезу антитіл).

Диспротеинемии мають як придбаний, так і спадковий характер. Умовно вони діляться на дісглобулінеміі, дісгаммаглобулінемія і дісіммунноглобулінеміі. При останніх білковий склад крові є лише віддзеркаленням загальної перебудови в імунній системі, що включає і клітинну реакцію.

Прикладами найбільш часто зустрічаються диспротеинемии можуть служити збільшення вмісту 2-глобулінів, зменшення - і -ліпопротеїдів при порушеннях функцій печінки, зміна кількості і структури фібриногену. Останнє має велике практичне значення.

Зміни -глобулінів можуть бути кількісними та якісними. Кількісно змінені -глобуліни називаються парапротеїну. Вони відносяться до імуноглобулінів і є зазвичай продуктами одиничних клонів антителопродуцирующих клітин. Збільшення їх кількості в крові називається моноклональними гіпергаммаглобулінеміей і спостерігається зазвичай при проліферації відповідних клонів, найчастіше зумовленої пухлинної природою патологічного процесу (мієломна хвороба, макроглобулінемія Вальденстрема). Різновидом парапротеинов є також кріоглобуліни - патологічні протеїни з особливостями імуноглобулінів, які преципітують при охолодженні.

До яких лікарів звертатися, якщо виникає порушення білкового обміну

терапевт
сімейний доктор
дієтолог

Увага, тільки СЬОГОДНІ!