kub
Островок  здоровья

----
  
записная книжка врача акушера-гинеколога Маркун Татьяны Андреевны
----
 
 
 
Патология азотистого обмена

Предыдущая: Специфические пути обмена некоторых аминокислот

Поскольку азотистый обмен объединяет преимущественно обмен белков, структурными единицами которого являются аминокислоты, ниже будут представлены накопленные к настоящему времени данные о нарушениях обмена отдельных аминокислот при патологии. Повышенный интерес биохимиков, физиологов и клиницистов к проблемам патологии аминокислотного обмена объясняется рядом обстоятельств.

Во-первых, имеются экспериментальные доказательства и клинические наблюдения развития патологического синдрома, в основе которого лежат нарушения нормального пути обмена отдельных аминокислот в организме. Во-вторых, в последнее время аминокислоты и их производные нашли широкое применение в лечебной практике, например метионин - в лечении ряда болезней печени, глутаминовая кислота - в лечении некоторых поражений мозга, глутамин - в лечении фенилпировиноградной олигофрении и т. д. Наконец, ряд аминокислот и продукты их декарбоксилирования (биогенные амины) оказывают регулирующее влияние на многие физиологические функции организма. Из сказанного можно сделать вывод, что знание закономерностей обмена отдельных аминокислот в норме и в особенности при патологии представляет исключительный научно-теоретический и практический интерес.

О нарушении обмена аминокислот в целостном организме судят не только по количественному и качественному составу продуктов их обмена в крови и моче, но и по уровню свободных аминокислот в биологических жидкостях организма. Данные по этому вопросу суммированы в табл. 40.

Таблица 40. Содержание свободных аминокислот и их производных в некоторых биологических жидкостях человека
Аминокислоты Спинно- мозговая жидкость Молоко Плазма крови Моча
в мг на 1 лв мг/сут
Аланин2,96,2-11,924-765-71
β-Аланин---2-9
α-Аминоадипиновая кислота---0-13
α-Аминомасляная кислота0,10,5-23,01,0-3,0-
α-Аминоизомасляная кислота-0-0-52
γ-Аминомасляная кислота----
Ансерин----
Аргинин1,71,3-1,712-300-21
Аспарагин3,06,9-676-4434-92
Аспарагиновая кислота0,43,0-7,30,1-3,02-29
Валин1,72,0-5,319-420-30
Гистидин2,00,8-3,78-3820-320
Глицин1,12,4-8,68-5453-737
Глицерофосфоэтаноламин----
Глутамин32,56,9-6746-9740-103
Глутаминовая кислота1,11,4-185,0-440-61
Глутатион2,87-следы-
Изолейцин0,60,6-1,37,0-424-30
Карнозин----
Креатинин--10-201,3-2,0г
Лейцин1,31-3,610-522-25
Лизин2,51,8-3,314-580-48
N1-Метилгистидин-01,09-210
N1-Meтилгистидин-00,8-1,030-384
Метионин0,40,4-0,72,0-103-14
Мочевина--200-30025-30 г
Оксипролин-0,1-1,3--
Орнитин0,50,36,0-8,00-11
Пролин0,11,8-2,915-577-15
Серин5,33,7-123-2021-75
Таурин0,724-412,0-8,027-30,0
Тирозин1,21,4-2,38-257-50
Треонин5,73,6-119-36 
Триптофан0,3-4,0-30-
Фенилаланин1,50,8-1,67,0-403-41
Фосфоэтаноламин-1,4-9,5--
Цистеин (цистин)следы1,5-5,78,0-500-108
Цитруллинследы05,0-
Этаноламин0,84,6-5,3- -

Большинство тканей характеризуется своеобразным аминокислотным "спектром". В плазме крови он примерно соответствует аминокислотному "спектру" свободных аминокислот в органах и тканях, за исключением более низкого содержания глутамата и аспартата и более высокого уровня глутамина, на долю которого приходится до 25% от общего количества аминокислот. Спинномозговая жидкость отличается меньшим содержанием почти всех аминокислот, кроме глутамина. Аминокислотный состав мочи резко отличается от состава в плазме крови. Оказывается, у человека, получающего полноценное питание, аминокислотный состав мочи более или менее постоянен изо дня в день, но у разных людей, у которых может быть почти одинаковый аминокислотный "спектр" плазмы, состав аминокислот в моче может оказаться совершенно различным.

Природу нарушений процессов обмена при недостаточности какой-либо одной аминокислоты трудно установить экспериментально, поскольку при этом страдает весь процесс синтеза белка, подчиняющегося закону "все или ничего". Специфические проявления недостаточности аминокислот могут развиваться у человека только в условиях патологии, когда имеет место повышенное использование данной аминокислоты. Выше было указано, что у больных с карциноидной опухолью более 60% триптофана окисляется по серотониновому пути (в норме он составляет 1 %), что, естественно, ведет к относительной недостаточности этой аминокислоты. У больных со злокачественной меланомой тирозин и, возможно, фенилаланин расходуется преимущественно на биосинтез меланина. Этим, вероятно, можно объяснить специфическое истощение организма, наблюдаемое при меланомах.

В связи с возможностью приготовления искусственных рационов (исключение из рациона человека и животных какой-либо аминокислоты) можно описать симптомокомплекс, характерный для недостаточности данной аминокислоты. Так, недостаток триптофана у человека ведет к уменьшению массы тела, а у новорожденного даже 10-дневный дефицит триптофана приводит к анорексии и к гипопротеинемии. У крыс отмечно выпадение зубов, шерсти, помутнение роговицы и развитие катаракты, а у цыплят - увеличение потребности в витамине PP. Недостаток лизина у человека вызывает головокружение, тошноту, повышенную чувствительность к шуму; недостаток гистидина сопровождается снижением концентрации гемоглобина. При недостаточности аргинина у крыс наблюдается атрофия семенников, а у человека - гипоспермия. При исключении из пищи метионина отмечается жировое перерождение печени и почек, обусловленное недостатком лабильных метильных групп.

Некоторые заменимые аминокислоты, становятся незаменимыми, если они не поступают с пищей, поскольку клетки организма не справляются с быстрым их синтезом. По данным Фишера, недостаток цистина ведет к почти полному торможению роста клеток in vitro, даже при наличии всех остальных аминокислот в среде. Доказано, кроме того, что достаточное количество цистина в пище снижает потребности в метионине почти на 15%. Напротив, полное исключение цистина из рациона может настолько резко повысить потребности в метионине, что обычно адекватное питание оказывается недостаточным. Таким образом, заменимые аминокислоты могут оказаться лимитирующими факторами анаболических процессов в организме, поскольку поступление одних только незаменимых аминокислот не обеспечивает нормальное протекание биосинтетических реакций, обычно наблюдаемое при полноценном белковом питании.

Одно из характерных нарушений азотистого обмена - белковая недостаточность, являющаяся следствием не только дефицита белка, но и ряда тяжелых заболеваний даже при достаточном поступлении белка с пищей. Белковая недостаточность у человека развивается как при полном и частичном голодании, так и при приеме однообразного белкового питания, когда в диете преобладают белки растительного происхождения, биологическая ценность которых (соотношение отдельных аминокислот) значительно ниже ценности белков животного происхождения. Результатом этих состояний являются развитие отрицательного азотистого баланса, гипопротеинемии (снижение концентрации белков до 5-3%; в норме 6,5-8,5%) и нарушения коллоидно-осмотического и водно-солевого обмена (развитие отеков).

При тяжелых формах пищевых дистрофий, например при квашиоркоре - заболевании, довольно распространенном среди детей в развивающихся странах, наблюдаются тяжелые поражения печени, остановка роста, резкое снижение сопротивляемости организма инфекциям, отечность, атония мышц (рис. 104). Болезнь часто заканчивается летально. Количественному учету при белковой недостаточности в основном поддаются нарушения, связанные с обменом аминокислот. По данным С. Я. Капланского, одним из наиболее ранних нарушений азотистого обмена при белковой недостаточности является резкое снижение интенсивности процессов дезаминирования, трансаминирования и биосинтеза аминокислот, а также синтеза мочевины в печени. Оказалось, что эти нарушения обусловлены недостаточным синтезом и разрушением белковой части ферментов, катализирующих эти реакции; исключение составляет аргиназа, активность которой при этом почти не нарушена. Следствием этих нарушений являются накопление значительных количеств аминокислот в крови, экскреция с мочой свободных аминокислот (до 10-25%, в норме-1-2%) и резкое снижение образования и выделения мочевины с мочой.

При белковой недостаточности, помимо нарушений общих процессов аминокислотного обмена, отмечены специфические изменения обмена отдельных аминокислот. Так, нарушения обмена триптофана выражаются как в снижении синтеза никотинамида, так и в накоплении в организме 3-оксиантраниловой и ксантуреновой кислот. Последняя, по некоторым данным, оказывает токсическое действие на β-клетки островков Лангерганса, являясь тем самым одним из патогенетических факторов диабета. Нарушения в обмене гистидина сводятся к снижению активности гистидинаммиаклиазы и гистаминазы и, напротив, к повышению активности гистидиндекарбоксилазы. Все это способствует накоплению гистамина в тканях со всеми вытекающими отсюда отрицательными последствиями. С другой стороны, при белковой недостаточности обмен метионина практически не нарушен. Все эти данные свидетельствуют о дискоординации ферментных систем аминокислотного обмена, что в значительной степени затрудняет терапевтические подходы к устранению последствий белковой недостаточности.

  • Аминоацидурия. Качественный и количественный состав аминокислот мочи человека имеет прежде всего большое диагностическое значение, поскольку ряд болезней человека возникает на почве первичного нарушения обмена отдельной аминокислоты или группы аминокислот. Кроме того, для ряда органических поражений органов и тканей человека, а также аномалий обмена характерен свой аминокислотный спектр мочи. Ввиду этого, а также легкой доступности объекта исследования анализ мочи на аминокислоты приобретает большое клиническое значение. На экскрецию аминокислот большое влияние оказывают возраст, характер питания, пол, гормоны и другие факторы.

    Установлено, что у младенцев с мочой выделяется больше аминокислот, чем у взрослых людей. Обычно различают повышенную и пониженную экскрецию аминокислот. В свою очередь гипераминоацидурия делится на почечную, связанную с приобретенными или врожденными дефектами реабсорбции аминокислот в почках, и внепочечную, связанную с увеличением концентрации всех или отдельных аминокислот в крови.

    Как известно, обратное всасывание аминокислот (реабсорбция) в почках происходит против градиента концентрации; в своей основе этот процесс, вероятнее всего, является ферментативным, в деталях пока не выясненным. При хронических нефритах часто с мочой выделяется больше лизина, аргинина, пролина и цитруллина, хотя их уровень в крови может оставаться в пределах нормы. При нефрозах почти всегда выделяется больше этаноламина, таурина и β-аминомасляной кислоты, и эта гипераминоацидурия считается плохим прогностическим признаком болезни.

    Значительно чаще встречаются наследственные дефекты всасывания аминокислот в почках. Одним из хорошо известных заболеваний считается цистиноз, который рядом авторов отождествляется с синдромом Фанкони как по клиническим и биохимическим проявлениям, так и по характеру наследственной передачи болезни. Основной метаболический дефект в обоих случаях связан с врожденным нарушением реабсорбции почти всех аминокислот (за исключением циклических) в канальцах почек; следствием этого являются увеличение в 5-10 раз экскреции аминокислот, в 20-30 раз - цистина и цистеина, и избирательное отложение цистина в селезенке, почках и коже. Интересно, что при цистинозе образования камней почти не происходит в отличие от другого врожденного нарушения обмена - цистинурии, при котором всегда образуются цистиновые камни. Сущность дефекта реабсорбции аминокислот при цистинозе не выяснена.

  • Цистинурия относится к довольно распространенным наследственным заболеваниям, метаболический дефект которой выражается в выделении с мочой в 50 раз больше нормы количества четырех аминокислот: цистина, лизина, аргинина и орнитина. Уровень цистина в крови обычно не выше нормальных величин.

    Люди с цистинурией вполне здоровы, за исключением тенденции к образованию в организме камней. Эта врожденная аномалия обмена связана с полным блокированием реабсорбции цистина и частичным нарушением всасывания трех других аминокислот в почках; нарушений в промежуточном обмене этих аминокислот при этом не выявлено.

  • Болезнь Вильсона. При другом наследственном "пороке" обмена - болезни Вильсона, помимо генерализованной (общей) гипераминоацидурии, отмечается снижение концентрации медьсодержащего белка - церулоплазмина - в сыворотке крови и отложение меди в мозге, печени, почках. Генетический дефект связан с нарушением синтеза церулоплазмина. Возможно, что свободная медь образует комплексы с аминокислотами, которые не всасываются в канальцах.

    Аналогичная гипераминоацидурия наблюдается при галактоземии, при синдроме Лоуве и других наследственных заболеваниях. Пониженная экскреция аминокислот описана при квашиоркоре.

  • Врожденные нарушения обмена отдельных аминокислот. Пристальное внимание ученых привлекают некоторые наследственные заболевания человека, являющиеся следствием первичного дефекта обмена отдельных аминокислот. Возникновение и дальнейшее развитие специфического патологического синдрома при этих заболеваниях обусловлено полным или частичным выключением определенных ферментативных активностей: организм либо теряет способность синтезировать данный фермент, либо его образуется недостаточное количество, либо синтезируется аномальный фермент, отличающийся по структуре от нативного фермента. Следствием такого врожденного дефекта обмена является накопление в тканях повышенного содержания нормальных промежуточных или побочных (неспецифических) продуктов обмена, оказывающих токсическое влияние на организм и в первую очередь на ЦНС. Этим, пожалуй, объясняется тот факт, что в основном поражаются дети раннего возраста с последующими специфическими расстройствами психической деятельности. Весьма вероятно также, что отдельные аминокислоты и продукты их обмена в оптимальных концентрациях являются эссенциальными для некоторых сторон деятельности мозга. Поэтому задача биохимиков, физиологов и клиницистов состоит в том, чтобы выяснить зависимость между развитием патологического синдрома при врожденных "пороках" обмена и специфическими нарушениями обмена аминокислот. Ниже приведены некоторые примеры подобных нарушений.

  • Фенилкетонурия (правильнее, фенилпировиноградная олигофрения) развивается как результат потери способности организма синтезировать фенилаланингидроксилазу, катализирующую превращение фенилаланина в тирозин. Характерной особенностью болезни является резкое замедление умственного развития ребенка, а также экскреция с мочой больших количеств фенилпировиноградной кислоты (до 1-2 г в сутки) и фенилацетилглутамина (до 2-3 г). Решающим доказательством метаболического блока при фенилкетонурии являются данные о накоплении фенилаланина в тканях. Так, количество его в крови может доходить до 600 мг/л (в норме 15 мг/л), в спинномозговой жидкости - до 80 мг/л (в норме 1,5 мг/л). Развитие болезни можно предотвратить, если значительно снизить или исключить прием фенилаланина с пищей с самого рождения ребенка.

  • Алкаптонурия характеризуется экскрецией с мочой больших количеств (до 0,5 г в сутки) гомогентизиновой кислоты, окисление которой кислородом воздуха придает моче темную окраску. В далеко зашедших случаях развиваются охроноз, отложение пигмента в тканях и потемнение носа, ушей и склеры. Несмотря на то что эта болезнь известна с древнейших времен, только в 1962 г. были получены доказательства, что метаболический дефект при алкаптонурии связан с врожденным отсутствием в печени и почках оксидазы гомогентизиновой кислоты.

  • Альбинизм характеризуется врожденным отсутствием пигментов в коже, волосах и сетчатке. Метаболический дефект связан с потерей меланоцитами способности синтезировать тирозиназу - фермент, катализирующий окисление тирозина в диоксифенилаланин и диоксифенилаланинхинон, которые являются предшественниками меланина. Предположение о блокировании процесса полимеризации меланина при альбинизме не подтвердилось.

  • Болезнь Хартнупа характеризуется специфическими нарушениями обмена триптофана. Основным проявлением болезни, помимо пеллагроподобных кожных поражений, психических расстройств и атаксии, служит гипераминоацидурия. Поскольку с мочой выделяются в повышенных количествах индолилацетат, индолилацетилглутамин и индикан и нормальное количество индолилмолочной кислоты, очевидно, метаболический блок связан с первой реакцией нормального пути обмена триптофана, и обмен его идет преимущественно через реакцию декарбоксилирования.

    При другом наследственном "пороке" обмена триптофана - болезни "моча с запахом кленового сиропа" и при фенилкетонурии также экскретируется индолилацетат, но в этих случаях он имеет своим источником индолилпируват, так как параллельно с мочой выделяется в больших количествах индолилмолочная кислота, которая может образоваться только из фенилпирувата. Согласно последним данным, при болезни Хартнупа метаболический дефект связан с врожденным нарушением всасывания триптофана в кишечнике и реабсорбции триптофана и продуктов его обмена в почках. Из приведенных данных видно, что по химическому составу индолилпроизводных в моче и крови можно судить как о природе болезни (карциноидная опухоль, фенилкетонурия, болезнь Хартнупа и др.), так и о механизме нарушения обмена триптофана, что важно для постановки правильного диагноза и проведения соответствующего лечения.

Таким образом, изложенный выше материал свидетельствует о том, что первичные нарушения обмена отдельных аминокислот обычно наступают вследствие блокирования действия какого-либо фермента. В ряде случаев имеет место резкое отставание умственного развития. Однако вопрос о том, чем обусловлено это торможение психической деятельности - токсическим действием ненормально высоких концентраций аминокислот или их метаболитов на мозг, нарушением нормального соотношения аминокислот и, следовательно, синтеза белка или вторичными нарушениями энергетического и других видов обмена, окончательно не решен. Поэтому идентификация химической реакции или ферментативной системы, нарушение функции которой является первопричиной развития тяжелого наследственного заболевания, в наши дни не только представляет большой теоретический интерес, но и играет в ряде случаев решающую роль в диагностике и терапии этих болезней. Следует всегда учитывать, что при блокировании нормального пути обмена какой-либо аминокислоты промежуточные метаболиты, лежащие ниже блока, становятся незаменимыми при данном заболевании.




 
 

Куда пойти учиться



 

Виртуальные консультации

На нашем форуме вы можете задать вопросы о проблемах своего здоровья, получить поддержку и бесплатную профессиональную рекомендацию специалиста, найти новых знакомых и поговорить на волнующие вас темы. Это позволит вам сделать собственный выбор на основании полученных фактов.

Медицинский форум КОМПАС ЗДОРОВЬЯ

Обратите внимание! Диагностика и лечение виртуально не проводятся! Обсуждаются только возможные пути сохранения вашего здоровья.

Подробнее см. Правила форума  

Последние сообщения



Реальные консультации


Реальный консультативный прием ограничен.

Ранее обращавшиеся пациенты могут найти меня по известным им реквизитам.

Заметки на полях


навязывание услуг компании Билайн, воровство компании Билайн

Нажми на картинку -
узнай подробности!

Новости сайта

Ссылки на внешние страницы

20.05.12

Уважаемые пользователи!

Просьба сообщать о неработающих ссылках на внешние страницы, включая ссылки, не выводящие прямо на нужный материал, запрашивающие оплату, требующие личные данные и т.д. Для оперативности вы можете сделать это через форму отзыва, размещенную на каждой странице.
Ссылки будут заменены на рабочие или удалены.

Тема от 05.09.08 актуальна!

Остался неоцифрованным 3-й том МКБ. Желающие оказать помощь могут заявить об этом на нашем форуме

05.09.08
В настоящее время на сайте готовится полная HTML-версия МКБ-10 - Международной классификации болезней, 10-я редакция.

Желающие принять участие могут заявить об этом на нашем форуме

25.04.08
Уведомления об изменениях на сайте можно получить через раздел форума "Компас здоровья" - Библиотека сайта "Островок здоровья"

Островок здоровья

 
----
Чтобы сообщить об ошибке на данной странице, выделите текст мышью и нажмите Ctrl+Enter.
Выделенный текст будет отправлен редактору сайта.
----
 
Информация, представленная на данном сайте, предназначена исключительно для образовательных и научных целей,
не должна использоваться для самостоятельной диагностики и лечения, и не может служить заменой очной консультации врача.
Администрация сайта не несёт ответственности за результаты, полученные в ходе самолечения с использованием справочного материала сайта
Перепечатка материалов сайта разрешается при условии размещения активной ссылки на оригинальный материал.
© 2008 blizzard. Все права защищены и охраняются законом.



 
----