ПОРУШЕННЯ БІЛКОВОГО ОБМІНУ.
Позитивний і негативний азотистий баланс.
У дорослої здорової людини кількість азотистих речовин, які виводяться з організму, дорівнює кількості, які він одержує з їжею.
Такий стан називається азотистою рівновагою.
Коли азоту виводиться менше, ніж надходить (організм, який росте; при вагітності; при введенні або надлишковій продукції анаболічних гормонів), то говорять про позитивний азотистий баланс.
Коли азоту виводиться більше, ніж надходить (голодування, протеїнурія, опіки, поноси, інфекційна лихоманка), то розвивається негативний азотистий баланс.
Зміни білкового складу крові проявляються у вигляді:
1) Гіпопротеїнемії - зменшення вмісту білків у плазмі крові (виникає, головним чином, за рахунок зниження кількості альбумінів). Таке явище може бути спадковим і набутим: а) голодування, б) аліментарна білкова недостатність, в) захворювання печінки, г) вихід білків із кровоносного русла (крововтрата, плазмовтрата, ексудація, трансудація), д) втрата білків із сечею (протеїнурія).
Гіпопротеїнемія є причиною зменшення онкотичного тиску плазми крові, в результаті чого рідина виходить із кровоносних судин у інтерстиціальну тканину - розвиваються набряки.
2) Гіперпротеїнемії - збільшення вмісту білків у плазмі крові. Буває відносною (згущення крові) і абсолютною. Абсолютна гіперпротеїнемія найчастіше обумовлюється збільшенням синтезу білків плазми крові, головним чином, γ-глобулінів.
Клінічні прояви гіперпротеїнемії пов’язані із збільшенням в’язкості крові, зміною її реологічних властивостей і, як наслідок, порушеннями мікроциркуляції.
3) Диспротеїнемії - зміна співвідношення між окремими білковими фракціями крові. Часто пов’язана із зміною спектра α- і γ-глобулінів.
Характерна для: а) гострих запальних процесів ("білки гострої фази запалення"), б) дифузних захворювань сполучної тканини, в) аутоімунних захворювань.
Іноді в крові з’являються якісно змінені білки: а) парапротеїни і б) кріо-глобуліни.
Парапротеїни - імуноглобуліни, які є продуктами поодиноких клонів лімфоцитів. Їх поява обумовлюється проліферацією окремих антитілсинтезуючих клітин, що буває при патологічних процесах пухлинної природи (мієломна хвороба, макроглобулінемія Вальденстрема).
Кріоглобуліни - різновид пара протеїнів і являють собою патологічні білки з властивостями імуноглобулінів, які преципітують при охолодженні.
7.3.4. Патологія межуточного білкового обміну (порушення обміну амінокислот)
Основні шляхи проміжного обміну білка складають реакції переаминирования, дезаминирования, амідування, декарбок-силирования, переметилирования, пересульфирования.
Центральне місце в межуточном обміні білків займає реакція переаминирования, як основне джерело утворення нових амінокислот. Порушення переаминирования може виникнути в результаті недостатності в організмі вітаміну Вд. Це порозумівається тим, що фосфорилированная форма вітаміну Вд — фос-фопиродоксаль є активною групою трансаминаз — специфічних ферментів переаминирования між амино- і кетокис-лотами. Вагітність, тривалий прийом сульфаніламідів гальмують синтез вітаміну Вд і можуть послужити основою порушення обміну амінокислот. Патологічне посилення реакції переаминирования можливо в умовах ушкодження печінки і инсули-новой недостатності, коли значно збільшується зміст вільних амінокислот. Нарешті, причиною зниження активності переаминирования може послужити гноблення активності трансаминаз унаслідок порушення синтезу цих ферментів (при білковому голодуванні), або порушення регуляції їхньої активності з боку ряду гормонів. Так, тирозин (незамінна амінокислота) як надходить з білками їжі, так і утвориться з фенилаланина, частково окисляється в печінці до фу-маровой і ацетоуксусной кислоти. Однак, це окислювання тирозину відбувається тільки після його переаминирования з альфа-кетоглутаровой кислотою. При білковому виснаженні переамини-рование тирозину помітно ослаблено, унаслідок цього порушене його окислювання, що приводить до збільшення змісту тирозину в крові. Нагромадження тирозину в крові і виділення його із сечею може бути зв'язане і зі спадково обумовленим дефектом тирозинаминотрансферазы. Клінічний стан, що розвивається в результаті цих порушень, відомо за назвою тирозиноз. Для хвороби характерний цироз печінки, рахитоподобные зміни кіст, геморрагии, поразки канальцев бруньок.
Процеси переаминирования амінокислот тісно зв'язані з процесами окисного дезаминирования, що визначає як утворення кінцевих продуктів білкового обміну, так і вступ амінокислот в енергетичний обмін. Ослаблення дезаминирования може виникнути внаслідок порушення окисних процесів у тканинах (гіпоксія, гіповітамінози З, РР, В-). Однак, найбільш різке порушення дезаминирования настає при зниженні активності аминооксидаз, або внаслідок ослаблення їхнього синтезу (дифузійна поразка печінки, білкова недостатність), або в результаті відносної недостатності їхньої активності (збільшення змісту в крові вільних амінокислот). Наслідком порушення окисного дезаминирования амінокислот буде ослаблення мочевинообразования, збільшення концентрації амінокислот і збільшення виведення їх із сечею (аминоацидурия).
Межуточный обмін ряду амінокислот відбувається не тільки у формі переаминирования й окисного дезаминирования, але і шляхом їх декарбоксилирования (утрата З, з карбоксильной групи) з утворенням відповідних амінів, що одержали назву «біогенні аміни». Так, при декарбоксилировании ги-стидина утвориться гистамин, тирозину — тирамин, 5-гидроксит-риптофана — серотонин і т.д. Усі ці аміни біологічно активні і роблять виражену фармакологічну дію на судини. Якщо в нормі вони утворяться в малих кількостях і досить швидко руйнуються, то при порушенні декарбоксилирования створюються умови для нагромадження в тканинах і крові відповідних амінів і прояву їх токсического дії. Причинами порушення процесу декарбоксилирования можуть служити посилення активності декарбоксилаз, гальмування активності аминоксидаз і порушення зв'язування амінів білками.
7.3.5. Зміна швидкості розпаду білка
Білки організму постійно знаходяться в динамічному стані, у процесі безупинного розпаду і біосинтезу. Порушення умов, необхідних для здійснення цієї рухливої рівноваги, також може привести до розвитку загальної білкової недостатності.
Звичайно напівперіод існування різних білків коливається в межах від декількох годин до багатьох доби. Так, біологічний час зменшення наполовину альбуміну людської сироватки складає біля 15-ти доби. Величина цього періоду в значній мірі залежить від кількості білків у їжі: при зменшенні змісту білків він увеличиваетя, а при збільшенні — зменшується.
Значне збільшення швидкості розпаду білків тканин і крові спостерігається при підвищенні температури організму, великих запальних процесах, важких травмах, гіпоксії, злоякісних пухлинах і т.д., що зв'язано або з дією бактеріальних токсинів (у випадку інфікування), або зі значним збільшенням активності протеолитических ферментів крові (при гіпоксії), або з токсическим дією продуктів розпаду тканин (при травмах). У більшості випадків прискорення розпаду білків супроводжується розвитком в організмі негативного азотистого балансу в зв'язку з перевагою процесів розпаду білків над їхнім біосинтезом.
7.3.6. Патологія кінцевого етапу білкового обміну
Основними кінцевими продуктами білкового обміну є аміак і сечовина. Патологія кінцевого етапу білкового обміну може виявлятися порушенням утворення кінцевих продуктів, або порушенням їхнього виведення.
Зв'язування аміаку в тканинах організму має велике фізіологічне значення, тому що аміак володіє токсическим ефектом насамперед у відношенні центральної нервової системи, викликаючи її різке порушення. У крові здорової людини його концентрація не перевищує 517 мкмоль/л. Зв'язування і знешкодження аміаку здійснюється за допомогою двох механізмів: у печінці — шляхом утворення сечовини, а в інших тканинах — шляхом приєднання аміаку до глутаминовой кислоти (за допомогою амідування) з утворенням глутамина.
Основним механізмом зв'язування аміаку є процес утворення сечовини в цитруллин-аргинин-орнитиновом циклі (мал.14).
Порушення утворення сечовини можуть наступити в результаті зниження активності ферментних систем, що беруть участь у цьому процесі (гепатити, цироз печінки), загальної білкової недостатності. При порушенні мочевинообразования аміак на капливается в крові і тканинах і збільшується концентрація вільних амінокислот, що супроводжується розвитком гіперазотемії. При важких формах гепатитів і цирозу печінки, коли різко порушена її мочевинообразовательная функція, розвивається виражена аміачна інтоксикація (порушення функції центральної нервової системи з розвитком коми).
В основі порушення утворення сечовини можуть лежати спадкоємні дефекти активности'ферментов. Так, збільшення концентрації аміаку (аммонийемия) у крові може бути зв'язане з блокуванням карбамилфосфатсинтетазы й орнитинкарбо-моилтрансферазы, катализирующих зв'язування аміаку й утворення орнитина (мал. 14). При спадкоємному дефекті аргинин-сукцинатсинтетазы в крові різко збільшується концентрація цитруллина, у результаті чого із сечею экскретируется цитруллин (до 15 м у добу) — розвивається цитруллинурия.
В інших органах і тканинах (м'яза, нервова тканина) аміак зв'язується в реакції амідування з приєднанням до карбоксильной групи вільних дикарбоновых амінокислот. Головним субстратом служить глутаминовая кислота. Порушення процесу амідування може мати місце при зниженні активності ферментних систем, що забезпечують реакцію (глутаминаза) чи в результаті інтенсивного утворення аміаку в кількостях, що перевершує можливості його зв'язування.
Іншим кінцевим продуктом білкового обміну, що утвориться при окислюванні креатину (азотиста речовина м'язів) є креатинин. Нормальний добовий зміст креатинина в сечі складає близько 1—2 р. Креатинурия — підвищення рівня креатинина в сечі, спостерігається у вагітних жінок і в дітей у період інтенсивного зростання. При голодуванні, авітамінозі Е, пропасних інфекційних захворюваннях, тиреотоксикозі і ряді інших захворювань, при яких мають місце порушення обміну в м'язах, креатинурия свідчить про порушення креатинового обміну.
Інша загальна форма порушення кінцевого етапу білкового обміну виникає при порушенні виведення кінцевих продуктів білкового обміну при патології бруньок. При порушенні видільної функції бруньок (нефрити) відбувається затримка сечовини й інших азотистих продуктів у крові. Залишковий азот збільшується — розвивається гіперазотемія. Крайнім ступенем порушення экскреции азотистих метаболітів є уремія (див. главу "Патофізіологія бруньок"),
При одночасній поразці печінки і бруньок виникає порушення утворення і виділення кінцевих продуктів білкового обміну.
Поряд із загальними порушеннями білкового обміну при білковій недостатності можуть виникати і специфічні порушення в обмене'отдельных амінокислот. Наприклад, при білковій недостатності різко послабляється функція ферментів, що беруть участь в окислюванні гистидина, функція ж гистидиндекарбоксилазы, у результаті дії якої з гистидина утвориться гистамин, не тільки не страждає, але, навпаки, підсилюється. Це спричиняє значне збільшення утворення і нагромадження в організмі гистамина. Стан характеризується поразкою шкіри, порушенням серцевої діяльності і функції желудочно-ки-шечного тракту.
Особливе значення для медичної практики належить спадкоємним аминоацидопатиям, список яких на сьогодні нараховує близько 60 різних нозологических форм. По типі спадкування майже усі вони відносяться до аутосомно-рециссивным. Патогенез обумовлений недостатністю того чи іншого ферменту, що здійснює катаболізм і анаболізм амінокислот. Загальною біохімічною ознакою аминоацидопатий служить ацидоз тканин і аминоацидурия. Найбільш частими спадкоємними де-> фектами обміну є чотири энзимопатии, що зв'язані один з одним загальним шляхом метаболізму амінокислот: фенилке-тонурия, тирозинемия, альбінізм, алкаптонурия.