3 курс / Патофизиология / Методичка по общей патофизиологии

250

Нарушения тканевого метаболизма белков

Нарушения тканевого метаболизма белков включают недостаточность синтеза, усиление синтеза и распада 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, α- и β- глобулинов происходит в печени, γ- глобулины образуются В-лимфоцитами.

Причины, вызывающие недостаточность синтеза белка: -недостаточное по количественному или качественному составу белков питание; -поражение печени (расстройство кровообращения,гипоксия, цироз,токсикоз-

инфекционные поражения); -наследственно обусловленное поражение В-лимфоцитов, при котором

блокировано образование γ- глобулинов у мальчиков( болезнь Брутона); -дефицит анаболических гормонов (инсулин, соматотропный гормон, андрогены); -нарушение трофической функции ЦНС(перерезка, повреждение нервных волокон)

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

Причины, вызывающие усиление синтеза белка:

- избыточная продукция инсулина (инсулинома, переедание), андрогенов (опухоли сетчатой зоны коры надпочечников, врожденный дефект образования кортизола, опухоли семенников), соматотропина (гигантизм, акромегалия); -увеличение синтеза иммуноглобулинов (аллергические и аутоаллергические процессы);

-извращение синтеза белка и образование белков, которые в норме не обнаруживаются – парапротеинемия (миеломная болезнь)

-образование С-реактивного белка (ревматизм, тяжелые воспалительные процессы, инфаркт миокарда, гепатит)

Причины, вызывающие усиление распада белка:

-белковое голодание; -избыточная продукция катаболических гормонов - тироксина (гипертиреоз),

глюкокортикоидов (болезнь и синдром Иценко - Кушинга).

Под действием этих гормонов активируются тканевые катепсины, что вызывает усиление распада белка, прежде всего, в клетках поперечнополосатой мускулатуры, лимфоидных узлов, желудочно-кишечного тракта. Образующиеся аминокислоты выделяются в избытке с мочой (аминоцидурия), что способствует формированию отрицательного азотистого баланса. Избыточная продукция тироксина и глюкокортикоидов проявляется также в нарушении иммунитета, повышенной склонности к инфекционным

251

процессам, дистрофии различных органов (поперечно-полосатой мускулатуры, сердца, лимфоидных узлов, желудочно-кишечного тракта).

Патология белкового состава плазмы крови

Особый интерес представляют нарушения белкового обмена, приводящие к количественным или качественным изменениям белкового состава плазмы крови. Содержание общего белка в плазме крови - 60-80 г/л.

Выделяют три формы нарушений:

1)гиперпротеинемию- увеличение содержания белков в плазме крови. Бывает относительной (сгущение крови) и абсолютной (увеличение синтеза белков плазмы крови, чаще всего - гамма-глобулинов).

2)гипопротеинемию- уменьшение содержания белков в плазме крови, главным образом за счет снижения альбуминов. Бывает приобретенной и наследственной.

3)диспротеинемию-изменение соотношения между отдельными белковыми фракциями крови. Бывает приобретенной и наследственной. Часто связана с изменением спектра альфа- и гаммаглобулинов. Характерна для острых воспалительных процессов («белки острой фазы воспаления»), диффузных заболеваний соединительной ткани, аутоиммунных заболеваний.

Причины развития гиперпротеинемий включают:

- компенсаторный синтез глобулинов при нарушении синтеза альбуминов (хроническое диффузное поражение печени)

- синтез « белков острой фазы воспаления» - антител, фибриногена, С- реактивного белка (инфекция, иммунитет, воспаление, некроз)

- синтез аномальних белков – парапротеинов, которые являются Иммуноглобулинами, продуцируемыми единичными клонами лимфоцитов (миеломная болезнь).

Клинические проявления гиперпротеинемии связаны с увеличением вязкости крови, изменением ее реологических свойств и, как следствие, нарушением микроциркуляции.

Причины развития гипопротеинемий включают:

-уменьшение синтеза вследствие недостатка или качественной диспропорции аминокислот (полное или частичное голодание, лихорадка, нарушение переваривания и всасывания)

- врожденное или приобретенное нарушение синтеза отдельных белков (гипоальбуминемия, гипофибриногенемия, гипогаммаглобулинемия, гемофилия и т.д.)

- потеря белков при нарушении целостности или проницаемости сосудистой стенки - во внешнюю среду (болезни почек), во внутреннюю среду (отеки, водянка), смешанные (ожоги, кровопотеря).

Гипопротеинемия приводит к уменьшению онкотического давления плазмы крови, в результате чего жидкость выходит из сосудов в интерстициальную ткань - развиваются отеки.

252

Нарушения межуточного обмена аминокислот

В ходе межуточного обмена аминокислоты подвергаются реакциям трансаминирования, дезаминирования, декарбоксилирования.

Трансаминирование – центральное звено в обмене аминокислот, в ходе которого происходит образование новых аминокислот, устанавливается связь между белковым и углеводным обменом, осуществляется введение азота в пиримидиновые и пуриновые основания. Трансаминирование между амино- (белки) и кето- (углеводы) кислотами осуществляется ферментами трансаминазами . Активная группа трансаминаз – пиридоксальфосфат – производное витамина В6 (пиридоксина). Пиридоксальфосфат переносит аминогруппу (NH2) от аминокислоты на кетокислоту. Акцептором аминогрупп от большинства аминокислот является α-кетоглютаровая кислота, которая превращается в глютаминовую. Донором аминогрупп является глютаминовая кислота, содержащаяся в цитоплазме, откуда она поступает в митохондрии.

Усиление процессов трансаминирования приводит к извлечению α- кетоглютаровой кислоты из цикла Кребса, в результате чего уменьшается окисление пировиноградной и уксусной кислот и усиливается процесс их превращения в кетоновые тела.

Нарушение трансаминирования аминокислот наблюдается при:

-дефиците в организме витамина В6 или при подавлении синтеза его кишечной микрофлорой (сульфаниламидами, фтивазидом); -гипоксии (снижается активность трансаминаз); -поражении печени (токсины,инфекции)

-белковом голодании ( снижается синтез трансаминаз); При тяжелых поражениях клеток с явлениями некроза (инфаркт миокарда

и легких, гепатит, панкреатит, травмы мышц) трансаминазы из цитоплазмы поступают в большом количестве в кровь – диагностический признак повреждения паренхимы.

Дезаминирование- универсальный процесс в обмене аминокислот, определяющий образование конечных продуктов белкового обмена и вступление аминокислот в энергетический обмен. Дезаминирование осуществляется ферментами аминооксидазами, под влиянием которых аминокислота распадается на аммиак и кетокислоту (превращается в цикле Кребса до CO2 и H2O).

При голодании, особенно углеводном, процессы дезаминирования усиливаются, и энергетические потребности организма осуществляются за счет белка.

Нарушение дезаминирования аминокислот наблюдается при:

-относительной недостаточности аминооксидаз ( при резко выраженной диссимиляции белка);

-гипоксии, гиповитаминозах (С, РР, В2), т.к. нарушается окисление;

253

-снижении синтеза аминооксидаз( диффузные поражения печени, белковая

направление в обмене аминокислот, осуществляется не во всех тканях. Фермент – декарбоксилаза. Обычно при блокаде дезаминирования часть аминокмслот подвергается декарбоксилированию с образованием ряда биологически активных веществ.

Декарбоксилазы специфичные к гистидину участвуют в образовании

Эти протеиногенные амины поступают в кровь из тканей, где образуются при дезаминировании аминокислот, и из кишечника, где они синтезируются под влиянием бактерий. Эти амины обладают выраженным действием на сосуды. В норме они образуются в небольших количествах, связываются с белками и окисляются оксидазами с образованием альдегидов и аммиака.

При патологии (гипоксия, деструкция тканей) биогенные амины могут накапливаться в тканях и крови оказывать токсическое действие. Накопление аминов происходит в результате:

-повышения активности декарбоксилаз;

-снижения связывания их с белками;

-снижения активности оксидаз.

Декарбоксилирование тормозится при гипертиреозе и избытке глюкокортикоидов.

Последствия нарушений межуточного обмена аминокислот:

-образуются токсические продукты обмена (амины) -нарушаются процессы синтеза белка;

-нарушаются процессы образования и экскреции продуктов белкового обмена.

Наследственные нарушения обмена отдельных аминокислот

Фенилпировиноградная олигофрения (фенилкетонурия). При этой патологии нарушено превращение фенилаланина в тирозин и, соответственно, увеличено превращение его в фенилпировиноградную кислоту вследствие отсутствия фермента фенилаланингидроксилазы (обусловлено генетически).

Проявляется фенилпировиноградная олигофрения:

-неизлечимым слабоумием (токсическое действие фенилаланина на клетки головного мозга); -фенилкетонурией; -накоплением фенилаланина в крови.

254

Предварительный диагноз фенилпировиноградной олигофрении может быть установлен с помощью пробы Фелинга: прибавление к моче больных нескольких капель 5% раствора треххлористого железа и уксусной кислоты сопровождается появлением зеленой окраски.

Алкаптонурия. При этой патологии происходит задержка окисления тирозина на стадии гомогентизиновой кислоты из-за врожденной недостаточности специфических оксидаз. При этом гомогентизиновая кислота накапливается в крови, выводится с мочой (при окислении на воздухе моча становится черной), откладывается в тканях (почки, склеры, хрящи приобретают темную окраску).

Альбинизм. При этой патологии вследствие генетического дефекта фермента тирозиназы нарушается обмен тирозина, в результате чего не образуется красящее вещество кожи и волос-меланин. Организм, лишенный пигмента, становится очень чувствителен к действию ультрафиолетового излучения.

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 и в виде солей аммония удаляется с мочой. Этот процесс, названный аммониогенезом, 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. В ходе превращения в цикле трикарбоновых кислот продуктов межуточного обмена белков - ацетилкоэнзима-А, гаммакетоглютарата, сукцинилкоэнзима-А, фумарата и оксалоацетата - образуются 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. Эти небелковые вещества, содержащие азот, составляют остаточный азот. В норме его содержание в крови составляет 20 - 40 мг% (14,3 -28,6 ммоль/л). Выделение общего азота с мочой в норме составляет 10-15 г/сут, его процентное содержание распределяется следующим образом: 85% — азот мочевины, 3% — аммония, 5% — креатинина, 1% — мочевой кислоты.

255

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. Данный процесс 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.

Механизмы компенсации гиперазотемии: - амидирование в клетках -аммониогенез в почках

-выделение азотистых продуктов альтернативными путями.

Нарушение обмена пуриновых оснований

Подагра - заболевание, в основе которого лежит накопление в организме мочевой кислоты - конечного продукта обмена пуриновых оснований, входящих в структуру нуклеиновах кислот.

Для этого заболевания характерны:

-увеличение уровня мочевой кислоты в крови(гиперурикемия); -отложение мочевой кислоты в суставах и хрящах, где в силу слабого

кровоснабжения имеется тенденция к закислению среды, что способствует выпадению солей в осадок; -отложение солей вызывает острое воспаление суставов, заканчивающееся

образованием подагрических узлов и деформацией суставов.

Ситуационные задачи

Задача 1 Через месяц после удаления у больного значительного отрезка тонкой кишки

у него исследовали кровь на содержание белка в плазме, который составил 3,5 г/л. Как изменился белковый состав плазмы и каков механизм возникших изменений?

256

Задача 2 Пациент 50-ти лет обратился с жалобами на боли в малых суставах ног и рук.

Суставы увеличены, имеют вид утолщенных узлов. В сыворотке крови повышено содержание уратов. Какое заболевание можно предположить у больного? Нарушение обмена какого вещества может быть причиной развития этого состояния?

Задача 3 При обследовании женщины 50-ти лет, которая длительное время находилась

на растительной диете, выявлена гипотермия, гипотензия, мышечная слабость, отрицательный азотистый баланс. Что явилось причиной возникновения описанных изменений и каковы механизмы описанных проявлений?

Задача 4 В больницу доставлен двухлетний ребенок с замедленным умственным и

физическим развитием, страдающий частыми рвотами после приема пищи. В моче обнаружена фенилпировиноградная кислота. Какое заболевание можно предположить у ребенка и нарушение какого обмена приводит к данной патологии?

Тестовые задания

Задание 1. При анализе мочи трехмесячного ребенка выявлена гомогентизиновой кислота, моча при стоянии на воздухе приобретает темное окрашивание. Для какого из нижеперечисленных заболеваний характерны описанные изменения?

A.Альбинизма

B.Тирозиноза

C.Подагры

D.Алкаптонурии

E.Фенилкетонурии

Задание 2. У новорожденного ребенка обнаружено увеличение содержания фенилаланина в крови. Какое из нижеперечисленных нарушений может развиться у ребенка?

A.Слабоумие

B.Повышенная чувствительность к действию ультрафиолетового излучения

C.Появление темных пятен в области ушей, носа, на склерах

D.Тяжелые изменения в суставах

E.Карликовость

257

Задание 3. К врачу обратился мужчина 65-ти лет с жалобами на острую боль в больших пальцах ног. В анамнезе – прием в пищу большого количества мяса, злоупотребление пивом. Предварительный диагноз - подагра. Содержание какого из перечисленных веществ необходимо определить в крови больного для подтверждения диагноза?

A.Мочевой кислоты

B.Креатинина

C.Кетоновых тел

D.Мочевины

E.Фосфатов

Задание 4. У ребенка 6-ти месяцев с замедленным моторным и психическим развитием отмечается побледнение кожных покровов, волос, радужной оболочки глаз, положительная проба Фелинга. Какое из указанных наследственных заболеваний выявлено у ребенка?

A.Галактоземия

B.Алкаптонурия

C.Болезнь Дауна

D.Альбинизм

E.Фенилкетонурия

Задание 5. При обследовании у ребенка была выявлена алкаптонурия .Это заболевание обусловлено наследственным дефицитом фермента:

A.Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы

B.Оксидазы гомогентизиновой кислоты

C.Фенилаланингидроксилазы

D.Тирозиназы

E.Моноаминооксидазы

Задание 6. Через месяц после удаления у больного значительного отрезка тонкой кишки у него исследовали кровь на содержание белка в плазме, который составил 55 г/л. Как классифицировать по этим данным изменения белкового состава крови?

A.Диспротеинемия

B.Гиперпротеинемия

C.Парапротеинемия

D.Гипопротеинемия

E.Гиперазотемия

Задание 7. Лихорадящий на протяжении трех недель больной потерял вес. Выделение общего азота с мочой составляет 30 г/сут. Какой азотистый баланс у больного?

A.Положительный

B.Отрицательный

258

C. Нулевой

Задание 8. У больного с аутоиммунным заболеванием содержание белка в плазме крови повышено за счет гамма-глобулинов. Какие качественные изменения белкового состава крови имеют место в данном случае?

A.Гипопротеинемия

B.Гиперпротеинемия

C.Диспротеинемия

D.Гиперазотемия

E.Парапротеинемия

Задание 9. При обследовании мужчины 45-ти лет, пребывавшего длительное время на растительной диете, выявлены признаки белковой недостаточности. Какая особенность рациона стала причиной этого явления?

A.Несбалансированное по аминокислотному составу питание

B.Дефицит витаминов

C.Чрезмерное количество углеводов

D.Недостаточное количество жиров

E.Недостаточная калорийность рациона

Задание 10. В больницу доставлен двухлетний ребенок с замедленным умственным и физическим развитием, страдающий частыми рвотами после приема пищи. В моче обнаружена фенилпировиноградная кислота. Следствием нарушения какого обмена является данная патология?

A.Углеводного

B.Аминокислотного

C.Водно-солевого

D.Фосфорно-кальциевого

E.Липидного

Задание 11. Мужчина 60-ти лет, страдающий подагрой, жалуется на боли в области почек. При ультразвуковом исследовании установлено наличие почечных камней. Что из перечисленного может способствовать образованию камней в почках у данного больного?

A.Гиперазотемия

B.Уремия

C.Гиперурикемия

D.Гиперкальцемия

E.Гипофосфатемия

Задание 12. У больного в крови повышено содержание мочевой кислоты, что клинически проявляется болевым синдромом вследствие отложения уратов в суставах. В результате какого процесса образуется эта кислота?

A. Катаболизма гема

259

B.Распада пиримидиновых нуклеотидов

C.Реутилизации пуриновых оснований

D.Распада пуриновых нуклеотидов

E.Расщепления белков

Задание 13. У человека, выполнявшего тяжелую физическую работу в условиях повышенной температуры окружающей среды, изменился белковый состав плазмы крови. Какая форма изменения белкового состава крови будет наблюдаться при этом?

A.Относительная гиперпротеинемия

B.Абсолютная гиперпротеинемия

C.Гипопротеинемия

D.Диспротеинемия

E.Парапротеинемия

Задание 14. У больного диагностирована алкаптонурия. Укажите фермент, дефект которого является причиной этой патологии:

A.Пируватдегидрогеназа

B.Оксидаза гомогентизиновой кислоты

C.Глутаматдегидрогеназа

D.ДОФАдекарбоксилаза

E.Фенилаланингидроксилаза

Задание 15. У больного, который находится на лечении по поводу вирусного гепатита В, появились признаки печеночной недостаточности. Какие изменения крови, свидетельствующие о нарушении белкового обмена , наиболее вероятно будут наблюдаться в данном случае?

A.Абсолютная гиперглобулинемия

B.Абсолютная гипоальбуминемия

C.Белковый состав крови не изменен

D.Абсолютная гиперальбуминемия

E.Абсолютная гиперфибриногенемия

Задание 16. В клинику поступил ребенок 4-х лет с признаками длительного белкового голодания: задержка роста, анемия, отеки, умственная отсталость. Причиной развития отеков у этого ребенка является снижение синтеза:

A.Альбуминов

B.Липопротеинов

C.Гликопротеинов

D.Гемоглобина

E.Глобулинов

Эталоны ответов к тестам