Глава 11 / патофизиология типовых нарушений обмена веществ 307

Выраженное анаболическое действие на общий синтез белка оказывают инсулин, соматотроп-ный гормон и тиреоидные гормоны в физиоло­гических дозах. Половые гормоны оказывают анаболический эффект на синтез белка в поло­вых органах: тестостерон, кроме того, стимули­рует синтез белка в мышцах, а эстрадиол - в молочных железах, костях и хрящах, способ­ствуя росту.

Катаболическое действие оказывают тирео­идные гормоны при повышенной их продукции (гипертиреоз). Глюкокортикоиды усиливают син­тез белков и нуклеиновых кислот в печени и повышают распад белков в других органах и тканях, включая мышцы, кожу, кости, лимфо-идную и жировую ткани; повышенное содержа­ние глюкокортикоидов в организме усиливает гибель лимфоцитов и инволюцию лимфоидной ткани, подавляет иммунный ответ.

Анаболическое действие гормонов осуществ­ляется путем активации определенных генов, в связи с чем усиливается образование различных видов РНК (информационная, транспортная, рибосомальная) и ускоряется синтез белков; ме­ханизм катаболического действия гормонов изу­чен недостаточно, но он связан с повышением активности тканевых протеиназ.

Снижение синтеза гормонов анаболического действия, таких как СТГ и тиреоидные гормо­ны, в детском возрасте ведет к задержке роста.

Инактивацию тех или иных факторов, уча­ствующих в биосинтезе белка, могут вызвать некоторые лекарственные препараты (например, антибиотики) и микробные токсины. Известно, что дифтерийный токсин тормозит присоедине­ние аминокислот к синтезируемой полипептид­ной цепи; этот эффект устраняется анатоксином.

Стимулирующее или угнетающее действие на синтез белка могут оказать изменения концент­рации различных ионов (прежде всего Mg²⁺), уменьшение или увеличение ионной силы.

Последствия общего нарушения синтеза белка

Длительное и значительное понижение син­теза белка приводит к развитию дистрофичес­ких и атрофических нарушений в различных органах и тканях вследствие недостаточного об­новления структурных белков. Замедляются процессы регенерации. В детском возрасте тор­мозятся рост и развитие. Снижается синтез раз­личных ферментов и гормонов (СТГ, антидиуре-

тический и тиреоидный гормоны, инсулин и др.), что приводит к нарушению других видов обме­на, в частности к снижению основного обмена. Понижается содержание белков в сыворотке кро­ви в связи со снижением их синтеза в гепатоци-тах. Вследствие этого в крови уменьшается он-котическое давление, что способствует развитию отеков, так как при гипопротеинемии вода сла­бо удерживается в кровеносном русле. Умень­шается продукция антител и других защитных белков и, как следствие, снижается иммуноло­гическая реактивность организма. В наиболее выраженной степени эти расстройства возника­ют в результате длительного нарушения усвое­ния белков пищи при различных хронических заболеваниях органов пищеварения, а также при длительном белковом голодании, особенно если оно сочетается с дефицитом жиров и углеводов. В последнем случае повышается использование белка в качестве источника энергии.

Причины и механизм нарушения синтеза отдельных белков

Такие нарушения в большинстве случаев име­ют наследственную природу. В основе их лежит отсутствие в клетках информационной РНК (иРНК), специфической матрицы для синтеза какого-либо определенного белка, или наруше­ние ее структуры вследствие изменения струк­туры гена, на котором она синтезируется. Гене­тические нарушения, например замена или по­теря одного нуклеотида в структурном гене, при­водят к синтезу измененного белка, нередко ли­шенного биологической активности,

К образованию аномальных белков могут при­вести не только нарушение процесса транскрип­ции (отклонения от нормы в структуре иРНК), но и дефекты трансляции, т.е. передачи инфор­мации относительно структуры синтезируемой на рибосомах полипептидной цепочки какого-либо белка. Одной из причин этого может быть мутация транспортной РНК, вследствие чего к ней присоединяется несоответствующая амино­кислота, которая и будет включаться в полипеп­тидную цепь при ее сборке (например, при обра­зовании НЬ).

Процесс трансляции является сложным, со­вершающимся при участии ряда ферментов, и нарушение функции какого-либо из них может привести к тому, что та или другая иРНК не передаст закодированную в ней информацию.

Нарушение синтеза отдельных белков-фермен-

308

Часть II. ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИ^ []Щ[СШ

гов или структурных белков лежит в основе раз­личных наследственных болезней (гемоглобино-зы, альбинизм, фенилкетонурия, галактоземия, гемофилия и многие другие). Нарушение какой-либо ферментативной функции чаще всего свя­зано не с отсутствием соответствующего белка -фермента, а с образованием патологически из­мененного неактивного продукта.

11.6.3. Причины, механизм и последствия повышенного распада тканевых белков

Наряду с синтезом в клетках организма по­стоянно происходит деградация белков под дей­ствием протеиназ. У здорового взрослого чело­века процессы распада и синтеза белка уравно­вешены, т.е. имеется азотистое равновесие. При этом суточная деградация белка составляет 30-40 г. Обновление белков за сутки у взрослого человека составляет 1-2% от общего количества белка в организме и связано преимущественно с деградацией мышечных белков [Марри Р. и со-авт., 1993], при этом 75-80% освободившихся аминокислот вновь используется для синтеза.

У детей и беременных женщин синтез белка преобладает над его распадом, вследствие этого количество азота, поступающего в организм, превалирует над общим количеством экскрети-руемого азота (положительный азотистый ба­ланс). При патологии распад белка может пре­валировать над синтезом и азота поступает в организм меньше, чем выделяется (отрицатель­ный азотистый баланс). Превалирование про­цессов деградации белка над синтезом наблюда­ется при инфекционной лихорадке, обширных травмах, ожогах и воспалительных процессах, прогрессирующем злокачественном опухолевом росте, некоторых эндокринных заболеваниях (са­харный диабет, гипертиреоз), при тяжелом эмо­циональном стрессе, обезвоживании, белковом голодании, лучевой болезни. В механизме уси­ленного распада белков при многих из перечис­ленных состояний лежит повышенная продук­ция катаболических гормонов.

Азотистое равновесие нарушается (отрица­тельный азотистый баланс) при гиповитамино-зах А, С, В,, В₂, В₆, РР при дефиците фолиевой кислоты. Следствием отрицательного азотисто­го баланса являются дистрофические изменения в органах, похудание, в детском возрасте - за­держка роста.

11.6.4. Нарушение обмена аминокислот

Аминокислоты поступают в кровь и ткани из пищеварительного тракта; кроме того, они обра­зуются при деструкции тканевых белков под

действием внутриклеточных катепсинов (проте­иназ).

Основная часть аминокислот используется в организме в качестве строительных блоков при синтезе белков. Кроме того, аминокислоты ис­пользуются для синтеза пуриновых и пирими-диновых оснований, гормонов, гема, различных биологически активных пептидов (интерлейки-ны, факторы роста и т.д.), меланина, глюкозы, жирных кислот и ряда других веществ. Глицин и глутамат играют роль нейромедиаторов в ЦНС. Аминокислоты, не использованные для выше­упомянутых целей, подвергаются окислению до С0₂ и Н₂0 с освобождением энергии. В норме при окислении аминокислот освобождается 10-15% образующейся в организме энергии. Окис­ление аминокислот усиливается при избыточном поступлении их в организм, при голодании, са­харном диабете, гипертиреозе, снижении синте­за белков и некоторых других состояниях.

Окислению аминокислот предшествует от­щепление от них аминогруппы и превращение в а-кетокислоты. Согласно существующим пред­ставлениям дезаминирование аминокислот осу­ществляется в два этапа. Первоначально проис­ходит перенос аминогруппы аминокислоты на а-кетоглутаровую кислоту (трансаминирова-ние). В результате образуются глутаминовая кислота и та или иная кетокислота (например, из аланина - пировиноградная).