ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ОБМЕНА БЕЛКА И НК
Роль белков в организме, незаменимые аминокислоты, типы синтеза белка, типы патологии белкового обмена, типы алиментарной недостаточности, периоды голодания и особенности обмена; синдром мальадсорбции; нарушения синтеза белка в клетке; диспротеинозы; амилоидоз – формы, теории развития, стадии; подагра.
Пластическая роль белков (структурная основа тканей и основа ферментов) определяет их главенствующую роль в метаболизме.
В отличие от жиров и углеводов, полное белковое голодание даже при наличии всех витаминов и микроэлементов, не может быть компенсировано метаболизмом, так как ряд аминокислот не синтезируется и их поступление с пищей является абсолютно необходимым для жизнедеятельности и самого существования организма (нет депо белка в организме, в отличие от глюкозы и жиров).
Незаменимые аминокислоты (в обычном биохимическом сокращении): арг, вал, гис, и-лей, лей, лиз, мет, тре, три, фен. Животные белки содержат больше незаменимых аминокислот и более ценны.
Полное обновление белков всех организма происходит за 150 дней (половина белков печени обновляется за 5-7 дней). За сутки обновляется около 1 г/кг массы тела.
Важнейший показатель обмена белков – азотистый баланс (мочевина, мочевая кислота, креатин, соли аммония, аминокислоты).
Синтез белков включает 4 типа: 1. Синтез роста (рост всего организма заканчивается к 25 годам). 2. Стабилизационный синтез (репарация белков, утрачиваемых при диссимиляции). 3. Регенерационный синтез (в период восстановления – регенерации тканей).
- Функциональный синтез – ферментов, гемоглобина и пр.
Типы патологии белкового обмена: 1. Нарушение биосинтеза.
- Нарушение распада белков. 3. Извращение обмена белков.
НАРУШЕНИЯ СИНТЕЗА БЕЛКОВ.
Возникают при: 1. Недостаточном поступлении белков с пищей – полное или частичное (белковое) голодание. 2. При патологии ЖКТ. 3. При нарушении синтеза белка в клетках.
АЛИМЕНТАРНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ.
От голода по данным ООН страдает около 1 млрд человек (при наличии достаточных ресурсов природы и денег – социальные причины как основные были раньше и остаются сейчас).
ПОЛНОЕ ГОЛОДАНИЕ. Чаще следствие экстремальных обстоятельств, непроходимости пищевода; посты и забастовки – добровольное голодание. Это переход на эндогенное питание. Атрофия: кожи, жировой ткани, скелетных мышц, легких и печени, кишечника, почти нет – нервной системы и сердечной мышцы. При нормальном весе смертельна потеря около 50% массы тела.
В начальный период голодания (2-3 дня) энергия обеспечивается в основном за счет углеводов (дыхательный коэффициент около 1).
Через 2 дня на 85% энерготраты покрываются за счет жиров, снижается анаболизм и увеличивается катаболизм белка (отрицательный азотистый баланс – повышение аммиака мочи).
Второй период – стационарный, 55-60 дней, период адаптации и тотальной перестройки ферментных систем, энерготраты на 90% за счет жиров (дыхательный коэффициент – до 0,7). Характерно нарастание кетонемии, креатинурия, метаболический ацидоз. Но сохраняются: температура, АД, ЧСС, сахар крови. Изменения ЖКТ: вначале «голодная моторика» постепенно снижается, как и выделение соков, в которых (поджелудочная железа) увеличивается содержание альбумина и глобулина – источник пластических материалов для организма. Мышцы: энергопотребность обеспечивается за счет углеводов (вариант глюконеогенеза).
Третий период голодания – терминальный (2-3 дня): лавинообразно нарастает нарушение функций, расстройство ферментных систем (начиная с окислительно-восстановительной цепи), распад белков. Важную роль играют и авитаминозы (группы В прежде всего). Нарастает метаболический ацидоз, гипопротеинемия, голодные отеки. Смерть: некомпенсированный ацидоз; интоксикация продуктами анаболизма; полная деструкция ферментных систем; инфекции.
АБСОЛЮТНОЕ ГОЛОДАНИЕ (сухое, без воды). Те же механизмы, но выраженнее и быстрее, обезвоживание, интенсивный катаболизм, нарушения коллоидного состояния белков, гибель на 5-7 сутки.
НЕПОЛНОЕ или ЧАСТИЧНОЕ ГОЛОДАНИЕ. Отличается длительностью. Имеет ряд форм – от структуры питания и величины недостаточности калорийности.
Белково–калорийная недостаточность (алиментарный маразм): значительное уменьшение расхода энергии – до 30%, с возможностью полной компенсации (если нет физических напряжений). При физических перегрузках – гипогликемия, снижение холестерина и триацилглицеридов, лактацидоз, кетоацидоз – до декоменсации; снижение белков плазмы (быстрее глобулины), нарушения ЖКТ и дистрофия всех тканей, Гиперкортицизм (при квашиоркере – гиперальдостеронизм), гиперкалиемия, голодные отеки. В конечные стадии – брадикардия, гипотония, снижение скорости кровотока. Эндокринные нарушения (прежде всего – гипофиз, надпочечники, щитовидные и половые железы), нервные расстройства – симптомы паркинсонизма, снижение памяти, маразм и распад личности, снижение иммунитета. У детей (до 3 лет особенно – нарушения нервной системы – процессов генеза глии, миелинизации, установления нервных контактов): отставание в росте и психическом развитии, депигментация кожи и волос, дерматоз, мышечное истощение, гепатомегалия.
Специфическая недостаточность аминокислот: Фенилаланин – гипотиреоз, гипокатехоламинемия. Триптофан (питание преимущественно кукурузой) – пеллагра, анемия. Метионин – ускорение атерогенеза, ожирение, гипокортицизм, гипокатехоламинемия.
СИНДРОМ МАЛЬАДСОРБЦИИ. При оперативных вмешательствах, панкреатитах, диарреях. Нарушается переваривание, эвакуация, всасывание всех питательных веществ, а также витаминов и микроэлементов. Проявления и нозология: целиакия глютеновая (нарушение переваривания и торможение всасывания аминокислот), наследственная недостаточность энтерокиназы (гипотрофия, иммунодефицит, отеки с гипопротеинемией, дисбактериоз, осмотическая диаррея). Нарушения всасывания из кишечника, из крови в гепатоциты, из первичной мочи в кровь, из крови в клетки и ткани – мембранопатии: синдром Фалькони, цистинурия, отравления тяжелыми металлами, эндотоксемии. Нарушения обмена аминокислот (фенилкетонурия, альбинизм, алкаптанурия, гомоцистеинурия).
НАРУШЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ БЕЛКА В ПЛАЗМЕ КРОВИ
Гиперпротеинемия – гиперсинтетическая (В-лейкозы, пламоцитомы, миеломная болезнь), гемоконцентрационная (ожоги, диаррея, рвтоа, потоотделение).
Гипопротеинемии – гипосинтетическая (врожденная – болезнь Бруттона; вторичная – печеночная недостаточность, голодание, почечная недостаточность, гипоаминоацидемии, ожоги); гемодилюционная (гиперволемии, гиперальдостеронизм, почечная недостаточность). Парапротеинемия – при миеломной болезни, лимфомах.
НАРУШЕНИЯ СИНТЕЗА БЕЛКА В КЛЕТКЕ. Важнейшая причина – нарушение мембранного транспорта аминокислот в клетку при: эндокринопатиях (снижение инсулина). Глюкокортикоиды – генерализованное анти-анаболическое (не влияя на распад) действие (в печени стимулируют синтез белка) – эффект, за счет влияния везде на транспорт аминокислот в клетки. Снижение формирования полисом – СТГ ( и снижение образования иРНК в ядре). Гипо- и гиперфункция щитовидной железы (снижение синтеза или стимулирование распада белка) – до кретинизма. Половые гормоны – стимулируют белковый синтез (прежде всего за счет стимуляции транспорта аминокислот в ткани репродуктивной системы).
При денервации развиваются трофические расстройства и язвы.
НАРУШЕНИЯ РАСПАДА БЕЛКОВ.
Усиление распада – при тяжелых деструктивных процессах (нефрозы) – отрицательный азотистый баланс; при раковой кахексии.
Усиление потребления – глюконеогенез при сахарном диабете.
Нормы (в ммоль/Л) в крови: остаточный азот – 14-29; мочевина – 3-9; аминокислоты – 3,6; мочевая кислота – 0,7; креатинин – 0,36; креатин – 0,14; аммиак – 0,07.
ДИСПРОТЕИНОЗЫ. Различные формы. Гемоглобинозы, амилоидоз (отложение в межтканевых щелях, по ходу сосудов, у мембран железистых органов) – первичный (идиопатический) амилоидоз, наследственные формы и наиболее часто вторичный – при старении, хронические воспаления и пр.Состав амилоида: белок+хондроитинсульфат.
Вторичный амиолидоз: остеомиелит, туберкулез кавернозный, сифилис, легочные абсцессы, ревматоидный полиартрит, проказа, малярия, хроническая дизентерия и др. Имеет длительный латентный период – 2-4 года и симптоматику соответствующую поражению органа. Обычно – альбуминурия (альбуминурическая стадия); затем белковая недостаточность с гипопротеинемическими отеками и сосудистой гипотонией (отечно–гипотоническая стадия); затем нарастание почечной недостаточности и уремия (азотемическая стадия).
В основе развития – диспротеиноз – грубодисперсные белки группы гамма-глобулинов; пролиферация элементов ретикулоэндотелиальной симстемы (пиронинофилия их и затем PAS-реакция на полисахариды) – амилоид синтезируется на месте плазматическими клетками; имеются и антитела к органу, где откладывается амилоид; также роль наследственности.
НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ.
Нарушения синтеза и распада. Главный метаболит – мочевая кислота, образуется в гепатоцитах и энтероцитах с участием ксантиноксидазы (при этом активируется образование активных форм кислорода!).
Гиперурикемия – подагра. Причины: генетические дефекты ферментов, ожирение, сахарный диабет, гиполипопротеинемии, артериальная гипотензия, с факторами риска – торможение экскреции мочевой кислоты, усиление катаболизма пуринов, повышенный синтез мочевой кислоты – ведут к хронической стойкой гиперурикемии.
Главные механизмы патогенеза: активация плазменных систем (кинины, комплемент, свертывающей системы), образование хемотаксинов (С5а С3а и др.), мобилизация лейкоцитов в места отложения мочевой кислоты в тканях, синтез и секреция лейкоцитами медиаторов воспаления, фагоцитоз лейкоцитами кристаллов мочевой кислоты, повреждение тканей, образование антигенов – развитие хронического воспаления, аллергии, иммунной аутоагрессии (хронизация воспаления – ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО, лейкотриены) – формирование гранулем – tophi urici. Места отложения – в суставах, тканях, органах, с нефропатией, нефро- и уролитиазом; лихорадка, боли, нефросклероз.
