Біохімізм порушення перетравлення білків і всмоктування амінокислот

У здорових людей вміст  альбуміну складає:

• 56,3-68,8%;

• α1-глобулінів - 3-5,8%;

 • α2-глобулінів - 6,9-10,5%;

 • β-глобулінів - 7, 3-12,5%;

• γ-глобулінів - 12,7-19,2%.

Визначення білкових фракцій  сироватки крові методом електрофорезу (клініко-діагностичне значення)

      Альбумін є основним онкотичним компонентом плазми, служить у ній основним резервом азоту, його роль в транспорті білірубіну, жовчних кислот, іонів металів. Абсолютної гіперальбумінемії не існує. Будь-який  стан, пов'язаний з втратою води, підвищує концентрацію всіх білків плазми, включаючи альбумін, викликаючи відносну гіперальбумінемію. Зниження вмісту альбуміну зустрічається при багатьох захворюваннях: гострому і хронічному запаленні, ревматичних хворобах, термічних опіках, грануломатозних процесах, більшості бактеріальних інфекцій, вірусних інфекціях з руйнуванням тканин, некрозах тканини (зокрема, при злоякісних процесах), васкулітах, виразкових ураженнях кишечника, серозита, підгострому бактеріальному ендокардиті, деяких паразитарних ураженнях. Зниження його синтезу в печінці виявляється при наступних процесах: гострі та хронічні захворювання печінки, амілоїдоз, порушення харчування, злоякісні новоутворення, застійна серцева недостатність, перикардит, ураження клапанів серця, вроджена анальбумінемія. Збільшення втрати через поверхню тіла відбувається при нефротичному синдромі, термічних опіках, травмах і роздавлюванні тканин, транссудації і ексудації з порожнистих органів або епітеліальних поверхонь, після кровотечі і введення кровозамінників, шлунково-кишкових і лімфатичних фістулах, повторних торакоцентезах або парацентезах, ентеропатіях, пов'язаних з підвищеною чутливістю до харчових продуктів (до глютену в злаках).

    Підвищення катаболізму відзначається при підвищеній температурі тіла, дії антиметаболітів, деяких станах гіперметаболізму гормонального походження (хвороба Кушинга, тиреотоксикоз, прееклампсія). Підвищення об'єму крові (гіперволемія) характерне для таких станів, як вагітність, введення екзогенних естрогенів, моноклональні імунопатії, застійна серцева недостатність. α1-фракція містить в основному α1-антитрипсин, кислий α1-глікопротеїн (орозомукоід), протромбін, тиреоїдзв’язуючий  глобулін. З перерахованих білків α1-антитрипсин - білок гострої фази, підвищений при численних гострих, підгострих, хронічних запальних та неопластичних захворюваннях, а також при захворюваннях печінки. Зниження змісту має місце при спадковому дефіциті α1-антитрипсину. Збільшення α2-фракції має місце при нефротичному синдромі, деяких підгострих і хронічних запальних та неопластичних захворюваннях, стадіях відновлення після термічних опіків. Зниження вмісту α2-фракції розвивається при цукровому діабеті, панкреатиті, гемолізі. Збільшення вмісту β-глобулінів розвивається при первинних або вторинних гіперліпопротеїнеміях (особливо II типу), моноклональних γ-патіях. Зниження вмісту білка має місце при гіпо-β-ліпопротеїнемиї, дефіциті IgA. γ-фракція містить імуноглобуліни G, A, D, М.

Збільшення вмісту γ-глобулінів зустрічається при поліклональних γ-патіях - хронічних захворюваннях  печінки, хронічних інфекціях, деяких аутоімунних захворюваннях; моноклональні  γ-патії - захворюваннях, що протікають з дисплазією або лімфопроліферацією клітин лімфоїдної тканини (мієлома, макроглобулінемія, амілоїдоз, лімфома, хронічна лімфоцитарна лейкемія). Зниження вмісту γ-глобулінів зустрічається при імунодефіцитах або імуносупресіях, лімфопроліферативних захворюваннях.

Визначення  загального білка сироватки крові  біуретовим методом (клініко-діагностичне значення)

Результати  визначення загального білка сироватки  крові можуть бути помилково завищені при наявності ліпідемії, жовтяниці, гемолізу. Тривале накладення джгута підвищує концентрацію всіх білків у  пробі. Проби, отримані вище місця внутрішньовенної інфузії, можуть дати помилково занижені результати через локальну гемодилюцюї. Збільшення вмісту білка більше 90 г / л має місце при гіперіммуноглобулінеміі, поліклональних або моноклональних гаммопатіях. Зниження вмісту білка  нижче 60 г / л у поєднанні із втратою  білка спостерігається при білоквтрачаючих  гастроентеропатіях, гострих опіках, нефротичному синдромі. Пониження вмісту білка, викликане зниженням синтезу  білка, спостерігається при білковій недостатності (важка форма), хронічних  хворобах печінки, синдромі мальабсорбції, порушеннях харчування, а-γ-глобулінемія.

Визначення загального білка  сироватки крові біуретовим методом. Принцип методу

    Білки сироватки (плазми) крові, реагуючи в лужному середовищі з сірчанокислої міддю, утворюють сполуки, забарвлені у фіолетовий колір. Ця специфічна біуретова реакція, характерна для пептидів і білків, застосовна для фотометричного визначення. У сироватці здорових людей міститься 65-78 г / л загального білка, у дітей до 6 років 5,6-8,5 г / л, у новонароджених 5,3-8,9 г / л, в сечі - 25-70 мг / добу, в лікворі 15-45 мг на 100 мл.

    Метод специфічний, відрізняється гарною відтворюваністю. Відтворюваність (V) складає 1,5-3,5%.

Розділ 2.

Порушення обміну амінокислот 

  Різні порушення трансмембранного переносу амінокислот зустрічаються в загальній популяції в 0,3-0,6%. Їх причини: мембранопатії (первинні - моногенні дефекти і вторинні). Мембранопатії призводять до порушень транспорту амінокислот на декількох етапах:

• з кишечнику в кров

, • з крові в гепатоцити

 • з первинної сечі  в кров

 • з крові в клітини  органів і тканин.

 Порушення обміну амінокислот,  як правило, істотно змінюють  метаболізм білків і приводять  до розладів обміну нуклеїнових  кислот, ліпідів, вітамінів, вуглеводів, електролітів і води. Розрізняють  первинні (спадкові, природжені) і вторинні (придбані, симптоматичні) розлади  метаболізму амінокислот. Приклади  первинних розладів: фенілкетонурія, тирозинопатіі (альбінізм, тирозинемії,  тирозиноз), алкаптонурія, ацидемії  ізовалеріанової, лейциноз, гомоцистинурія  та ін

2.1 Порушення виділення і кінцевих етапів метаболізму амінокислот .

   Одним з порушень метаболізму амінокислот в організмі є підвищене виділення їх з сечею - гіпераміноацидурія. Вона може бути наслідком підвищеного вмісту амінокислот у крові, коли фільтрація амінокислот перевищує можливість їх реабсорбції. У цих випадках виникає генералізована аміноацидурія, що спостерігається при білковому голодуванні, раневому виснаженні, важких опіках, кахектичній стадії злоякісних новоутворень, хвороби Іценко-Кушинга і т.д. У розвитку цих порушень має значення відносна недостатність процесів дезамінування амінокислот у печінці.

   Гіпераміноацидуріі, що розвиваються внаслідок порушення реабсорбції в ниркових канальцях, можуть носити і спадковий характер. Генералізована гіпераміноацидурія спостерігається при синдромі Фанконі, для якого характерне посилення виведення амінокислот з сечею у поєднанні з гіперфосфатурією і глюкозурією. При гепатоцеребральній дистрофії значна екскреція амінокислот носить вторинний характер і пов'язана з тим, що надлишок виділеної міді утворює в нирках комплексні з'єднання з амінокислотами, які не можуть піддаватися реабсорбції. Може спостерігатися також і виборче зниження реабсорбції окремих амінокислот. Прикладом може служити цистинурія, при якій порушення реабсорбції цистину, обумовлене поразкою транспортної системи діаміномонокарбонових кислот, поєднується з підвищеним виділенням аргініну, лізину і орнітину. Провідним в клінічній картині цього захворювання є нефролітіаз - утворення каменів в нирках і сечовивідних шляхах внаслідок поганої розчинності цистину. Амінокислоти в організмі розщеплюються до кінцевих продуктів. При цьому вуглецевий скелет у загальних шляхах катаболізму - циклі трикарбонових кислот і термінальних механізмах біологічного окислення розпадається до вуглекислого газу і вода, а азотовмісні функціональні групи - до кінцевих продуктів азотистого обміну: аміаку і сечовини. Процес дезамінування амінокислот здійснюється у всіх органах і тканинах. Синтез сечовини протікає в основному в печінці. Транспортної формою аміаку в організмі є аміди дикарбонових кислот: глутамінової та аспарагінової - глутамін і аспарагін. Азотисті угруповання цих сполук є постачальниками азоту для синтезу сечовини в печінці та процесу аммоніогенезу в нирках. Таким чином, провідну роль у розвитку порушень кінцевих етапів метаболізму амінокислот відіграють патологічні процеси печінки і нирок.  Індикаторний показник, здатний охарактеризувати стан кінцевих етапів обміну амінокислот і адекватність функцій печінки до нирок щодо забезпечення цих процесів, є залишковий азот крові. Найбільшою інформативністю володіють не інтегральні зміни цього показника, тобто - азотемія - надмірний вміст всіх азотовмісних компонентів крові, а зміни змісту кожного з компонентів залишкового азоту.

   Порушення функцій гепатоцитів позначається на активності процесів дезамінування і трансамінування амінокислот. Це проявляється у збільшенні амінного компонента залишкового азоту. Паралельно може спостерігатися порушення сечовино-утворювальної функції печінки. У цих випадках збільшення вмісту азоту амінокислот, глутаміну і амонійних солей в крові супроводжується зменшенням концентрації сечовини. Можливий розвиток ізольованих порушень сечовиниутворювальної функції при спадковій недостатності ферментів орнітінового циклу.  Найбільш частим наслідком порушення синтезу сечовини є накопичення в крові аміаку, що володіє вираженим цитотоксичним ефектом, особливо для клітин нервової системи. В організмі сформовано ряд компенсаторних процесів, що забезпечують зв'язування аміаку. Встановлено, що 80% аміаку, що надходить з кишечника через аортальну вену в печінку, перетворюється на сечовину, четверта частина утвореної сечовини секретується в кишечник, інша кількість виводиться нирками. Аміак, що не пройшов через орнітіновий цикл, у присутності глутамінсинтетази і АТФ перетворюється в глутамінову кислоту, а потім - у глутамін. Глутамін переноситься кров'ю в печінку і нирки, де гідролізується глутаміназа до вільного аміаку, що перетворюється потім в сечовину або зв'язується з іонами водню і виділяється у вигляді солей амонію з сечею. Останній процес, названий амоніогенезом, є важливим механізмом, спрямованим на підтримку кислотно-лужної рівноваги. Таким чином здійснюється цикл глутаміну, що представляє собою одну з форм транспорту та резерву аміаку.

   Навіть при невеликому вмісті іонів NH4 в крові, вони надають шкідливу дію, так як їх токсичність залежить від рН середовища. Встановлено, що ступінь проникнення аміаку через гематоенцефалічний бар'єр прямо пропорційний рН крові. За теорією "неіонної дифузії" аміак дифундує з простору з більш високим рН в простір з менш високим рН, що сприяє його проникненню всередину мозкових клітин. Вважають, що іони амонію знижують рівень α-кетоглутарової кислоти, порушуючи реакції циклу Кребса, пригнічуючи тканинне дихання. Поряд зі зменшенням утворення енергії в мозку, можливо і підвищення її розпаду під дією АТФ-ази, активність якої зростає при невеликих дозах аміаку. Таким чином, аміак пошкоджує метаболічні процеси в мозковій тканині, приводячи до виснаження енергетичні ресурси, що витрачаються на його знешкодження, що тягне за собою падіння електричної активності клітин мозку і розвиток психомоторних порушень.  

2.2 Порушення проміжного обміну амінокислот.

Основні шляхи проміжного обміну білка складають реакції: переамінування, дезамінування та декарбоксилювання.

     Процеси трансамінування  і дезамінування мають універсальне  значення для всіх живих організмів  і усіх амінокислот: трансамінування  призводить до утворення амінокислот,  дезамінування - до їх руйнування.

   Реакція переамінування є головним джерелом утворення нових амінокислот під впливом трансаміназ. Порушення переамінування може виникнути в результаті: а) недостатності в організмі вітаміну В₆, фосфорильована форма якого (фосфопіродоксаль) є активною групою трансаміназ - специфічних ферментів переамінування (вагітність, тривалий прийом сульфаніламідів); б) патологічного посилення реакції переамінування (ушкодження печінки, інсулінова недостатність); в) пригнічення активності трансаміназ внаслідок порушення їх синтезу (при білковому голодуванні), або порушення регуляції їх активності з боку ряду гормонів.

Порушення процесів переамінування може супроводжуватися:

   Порушенням обміну фенілаланіну із розвитком фенілкетонурії – генетично обумовленого захворювання, яке супроводжується накопиченням у великій кількості фенілаланіну в крові, тканинах і спинномозковій рідині, що в перші ж місяці життя веде до важкого ушкодження центральної нервової системи із розвитком невиліковного слабоумства.

 Порушенням обміну тирозину із розвитком: 1) тирозинозу, 2) алкаптонурії, 3) альбінізму.

Процеси переамінування амінокислот тісно зв'язані з процесами окисного дезамінування і відбуваються під впливом амінооксидаз.  Вони визначають як утворення кінцевих продуктів білкового обміну, так і вступ амінокислот в енергетичний обмін.

Окислювальне дезамінування  здійснюється в результаті послідовних  перетворень амінокислот у реакціях переамінування дезамінування. Амінокислоти за участю специфічних трансаміназ  спочатку переамініруються α-кетоглютаровою кислотою. Утворюється кетокислоти  і глютамат. Глютамат під впливом  дегідрогенази зазнає окисного дезамінування  зі звільненням аміаку і утворенням α-кетоглютарата. Реакції оборотні. Таким чином утворюються нові амінокислоти. Включення α-кетоглютарової кислоти в цикл Кребса забезпечує включення амінокислот в енергетичний обмін. Окислювальне дезамінування  визначає і утворення кінцевих продуктів  білкового обміну.

Ослаблення дезамінування може виникнути внаслідок:  а) порушення окисних процесів у тканинах (гіпоксія, гіповітамінози С, РР, В₂); б) при зниженні активності амінооксидаз (дифузне ушкодження печінки, білкова недостатність). Наслідком порушення окисного дезамінування амінокислот є ослаблення сечовиноутворення, збільшення концентрації амінокислот в крові (аміноацидемія) і збільшення виведення їх із сечею (аміноацидурія).