Материал: учебник-1-часть-2017

Нарушения межуточного обмена белков

Нарушения межуточного обмена белков включают недостаточность синтеза, усиление синтеза и распада белков, нарушения превращения аминокислот в организме.

Нарушение синтеза белка. Биосинтез белков происходит на рибосомах. С участием транспортной РНК и АТФ на рибосомах образуется первичный полипептид, в котором последовательность включения аминокислот определяется ДНК. Синтез альбуминов, фибриногена, протромбина, и а- и β-глобулинов происходит в печени; γ-глобулины образуются в клетках ретикулоэндотелиальной системы. Нарушения синтеза белка имеют место при белковом голодании (в результате голодания или нарушения расщепления и всасывания), при поражении печени (расстройства кровообращения, гипоксия, цирроз, токсикоинфекционные поражения, дефиците анаболических гормонов). Важное значение принадлежит наследственно обусловленному поражению В- системы иммунитета, при котором блокировано образование γ-глобулинов у мальчиков (наследственные агаммаглобулинемии).

Недостаточность синтеза белка приводит к гипопротеинемии, нарушению иммунитета, дистрофическим процессам в клетках, возможно замедление свертываемости крови из-за уменьшения фибриногена и протромбина.

Увеличение синтеза белка обусловлено избыточной продукцией инсулина, андрогенов, соматотропина. Так, при опухоли гипофиза с вовлечением эозинофильных клеток образуется избыток соматотропина, что приводит к активации синтеза белка и усилению процессов роста. Если избыточное образование соматотропина происходит в организме с незавершенным ростом, то усиливается рост тела и органов, проявляющийся в виде гигантизма и макросомии. Если усиление секреции соматотропина происходит у взрослых, то увеличение синтеза белка приводит к росту выступающих частей тела (кистей, стоп, носа, ушей, надбровных дуг, нижней челюсти и т.д.). Это явление получило название акромегалии (от греч. «acros» — кончик, «meqalos» — большой). При опухоли сетчатой зоны коры надпочечников, врожденном дефекте образования гидрокортизона, а также опухоли семенников усиливается образование андрогенов и активируется синтез белка, что проявляется увеличением объема мускулатуры и ранним формированием вторичных половых признаков. Увеличение синтеза белка является причиной формирования положительного азотистого баланса.

Увеличение синтеза иммуноглобулинов происходит при аллергических и аутоаллергических процессах.

В ряде случаев возможно извращение синтеза белка и образование белков, которые в норме не обнаруживаются в крови. Это явление получило название парапротеинемии. Парапротеинемия наблюдается при миеломной болезни, болезни Вальденстрема, некоторых гаммапатиях.

166

При ревматизме, тяжелых воспалительных процессах, инфаркте миокарда, гепатите синтезируется новый, т.н. С-реактивный белок. Он не является иммуноглобулином, хотя его появление обусловлено реакцией организма на продукты повреждения клеток.

Усиление распада белков. При белковом голодании, изолированном увеличении образования тироксина и глюкокортикоидов (гипертиреоз, синдром и болезнь Иценко-Кушинга) активируются тканевые катепсины и распад белка, прежде всего в клетках поперечнополосатой мускулатуры, лимфоидных узлов, желудочно-кишечного тракта. Образующиеся аминокислоты выделяются в избытке с мочой, что способствует формированию отрицательного азотистого баланса. Избыточная продукция тироксина и глюкокортикоидов проявляется также в нарушении иммунитета и повышенной склонности к инфекционным процессам, дистрофии различных органов (поперечно-полосатой мускулатуры, сердца, лимфоидных узлов, желудочно-кишечного тракта). Синтез и распад белков требует большого количества энергии. Увеличению поступления субстратов окисления способствуют тироксин, глюкокортикоиды, а также другие контринсулярные гормоны, под влиянием которых происходит усиление липолиза в жировых депо, мобилизация глюкозы из гликогена в печени. Кроме того, глюкокортикоиды стимулируют глюконеогенез в печени.

Наблюдения показывают, что за три недели в организме взрослого человека белки обновляются наполовину путем использования аминокислот, поступивших с пищей, и за счет распада и ресинтеза. По данным Мак-Мюррей, при азотистом равновесии ежедневно синтезируется 500 г белков, т.е. в 5 раз больше, чем поступает с пищей. Это может быть достигнуто за счет повторного использования аминокислот, в том числе, и образующихся при распаде белков в организме.

Снижение синтеза, усиление синтеза и распада белков и их последствия, положительный и отрицательный баланс в организме представлены в таблицах 12.7 и 12.8.

167

Таблица 12.7

Снижение синтеза белка

ПРИЧИНЫ Белковое голодание, поражения печени (гепатит, цирроз, токсикоинфекционные поражения, дефицит витамина К), наследственные нарушения В-системы . иммунитета, дефицит анаболических гормонов (СТГ, инсулин, андрогены)

МЕХАНИЗМЫ Дефицит и снижение активности ферментов анаболизма белка; уменьшение количества аминокислот

Нарушения превращения аминокислот. В процессе межуточного обмена аминокислоты подвергаются трансаминированию, дезаминированию, декарбоксилированию. Процесс трансаминирования направлен на образование новых аминокислот путем переноса аминогруппы на кетокислоту. Акцептором аминогрупп большинства аминокислот является а-кетоглютаровая кислота, которая превращается в глютаминовую. Последняя снова может отдавать аминогруппу. Этот процесс контролируется трансаминазами, коферментом которых является пиридоксальфосфат, производное витамина В6 (пиридоксин). Трансаминазы содержатся в цитоплазме и митохондриях. Донатором аминогрупп является глютаминовая кислота, находящаяся в цитоплазме. Из цитоплазмы глютаминовая кислота поступает в митохондрии.

168

Торможение реакций трансаминирования возникает при гипоксии, дефиците витамина B6, в том числе, при подавлении сульфаниламидами, фтивазидом кишечной микрофлоры, которая частично синтезирует витамин В6, а также при токсико-инфекционных поражениях печени.

При тяжелых повреждениях клеток с явлениями некроза (инфаркт, гепатит, панкреатит) трансаминазы из цитоплазмы поступают в большом количестве в кровь. Так, при остром гепатите, по данным МакМюррея, активность глютамат-аланинтрансферазы в сыворотке крови возрастает в 100 раз.

Основным процессом, приводящим к разрушению аминокислот (деградации их) является дезаминирование, при котором под влиянием ферментов аминооксидаз образуется аммиак и кетокислота, подвергающаяся дальнейшему превращению в цикле трикарбоновых кислот до СО2 и Н2О. Гипоксия, гиповитаминозы С, РР, В2, В6 блокируют распад аминокислот по этому пути, что способствует их увеличению в крови (аминоацидемия) и выделению с мочой (аминоацидурия). Обычно при блокаде дезаминирования часть аминокислот подвергается декарбоксилированию с образованием ряда биологически активных аминов - гистамина, серотонина, а-аминомасляной кислоты, тирамина, дофамина и других. Декарбоксилирование тормозится при гипертиреозе и избытке глюкокортикоидов.

Нарушения образования и выведения конечных продуктов белкового обмена

В результате дезаминирования аминокислот образуется аммиак, который обладает сильно выраженным цитотоксическим эффектом, особенно для клеток нервной системы. В организме сформирован ряд компенсаторных процессов, обеспечивающих связывание аммиака. В печени из аммиака синтезируется мочевина, являющаяся сравнительно безвредным продуктом. В цитоплазме клеток аммиак связывается глютаминовой кислотой с образованием глютамина. Этот процесс получил название амидирования. В почках аммиак соединяется с ионом водорода с образованием иона аммония и в виде солей аммония удаляется с мочой. Этот процесс получил название аммониогенеза и является одновременно важным физиологическим механизмом, направленным на поддержание кислотно-щелочного равновесия.

Таким образом, в результате дезаминирования и синтетических процессов в печени, образуются такие конечные продукты азотистого обмена, как аммиак и мочевина. За счет превращения в цикле трикарбоновых кислот продуктов межуточного обмена белков — ацетилкоэнзи- ма-А, γ-кетоглютората, сукцинилкоэнзима-А, фумарата и оксалоацетата

— образуется АТФ, вода и СО2.

Конечные продукты азотистого обмена выделяются из организма разными путями. Мочевина и аммиак — преимущественно с мочой; вода — с мочой, через легкие и потоотделением; СО2 — преимущественно через легкие и в виде солей с мочой и потом. Конечные продукты белкового обмена, содержащие азот, являются важной составной частью небелкового азота крови (остаточный азот). В норме его содержание в крови составляет 20— 40 мг % (14,3—28,6 ммоль/л).

169

Основным феноменом нарушений образования и выведения конечных продуктов белкового обмена является увеличение небелкового азота крови (гиперазотемия).

В зависимости от происхождения гиперазотемия подразделяется на продукционную (печеночную) и ретенционную (почечную).

Продукционная гиперазотемия обусловлена поражениями печени (воспаление, интоксикации, цирроз, расстройства кровообращения), гипопротеинемией. При этом синтез мочевины нарушается, и аммиак накапливается в организме, оказывая цитотоксический эффект.

Ретенционная гиперазотемия возникает при поражении почек (воспаление, расстройства кровообращения, гипоксия), нарушении оттока мочи. Это ведет к задержке и увеличению в крови остаточного азота. Резкое повышение уровня остаточного азота в крови сочетается с активацией альтернативных путей выделения азотистых продуктов (через кожу, желудочно-кишечный тракт, легкие). При ретенционной гиперазотемии увеличение остаточного азота идет преимущественно за счет накопления мочевины.

Нарушения образования мочевины и выделения азотистых продуктов сопровождаются расстройствами водно-электролитного баланса, нарушением функций органов и систем организма, особенно нервной системы. Возможно развитие печеночной или уремической комы.

Причины, механизмы и изменения в организме при гиперазотемии представлены в таблице 12.9.

Таблица 12.9

Нарушения образования и выведения конечных продуктов белкового обмена