Патофизиология. Литвицкий. 2013

Глава 10

ТИПОВЫЕ НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА БЕЛКОВ И НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

Построенные из аминокислотных остатков молекулы пептидов и полипептидов, а также макромолекулы белка и их комплексы выполняют в организме такие важные функции как информационная

(например, в качестве гормонов), рецепторная (белки - необходимый компонент рецепторов), каталитическая (ферменты), структурная и другие.

Отсюда следует, что нарушения обмена аминокислот и белка приводят к существенным расстройствам функций органов, их систем и организма в целом.

При анализе нарушений аминокислотного и белкового обмена необходимо помнить следующие важные положения.

Белок в организме не депонируется. При его дефиците мобилизуются белки мышц, кожи, костей, а при более тяжëлых состояниях– паренхиматозных органов (мозга – в последнюю очередь).

Обмен белка отличается высокой интенсивностью. Время полужизни многих белковых молекул колеблется от нескольких часов до нескольких суток. За 24 часа обновляется около 1 г/кг белка организма. Цикл полной замены молекул белка в организме взрослого человека составляет 130–160 сут.

БАЛАНС АЗОТА

451

Интегральный показатель общего уровня белкового обмена:

азотистый баланс представляет собой суточную разницу между количеством азота, поступающего в организм, и количеством азота,

выделяемого из организма (в том числе с мочой и калом в составе мочевины, мочевой кислоты, креатина, солей аммония, аминокислот и т.д.)

Виды азотистого баланса

•Нулевой (количество поступающего и выводящегося азота совпадает).

•Положительный (количество азота, поступающего в организм, выше,

чем выводящегося). Наблюдается как в норме (например, при регенерации тканей или беременности), так и в патологии (например,

при гиперпродукции соматотропного гормона или полицитемии).

•Отрицательный (количество азота, поступающего в организм меньше,

чем выводящегося). Наблюдается, например, при голодании,

стресс-реакциях, тяжелом течении СД, гиперкортицизме.

ТИПОВЫЕ НАРУШЕНИЯ БЕЛКОВОГО ОБМЕНА

Типовые расстройства обмена белков представлены на рис. 10–

01.

	Типовые нарушения белкового обмена
Несоответствие поступления белка		Нарушения трансмембранного			Нарушения содержания белков
в организм потребностям		переноса аминокислот				в плазме крови
	Нарушение расщепления белка в			Расстройства метаболизма Расстройства конечных этапов
	желудочно-кишечном тракте			аминокислот			катаболизма белков

Рис. 10–1. Типовые нарушения белкового обмена.

452

Несоответствие количества и аминокислотного состава белка,

поступающего в организм, потребностям в нем.

Оптимальное общее количество белка, которое должно поступить в организм, колеблется в диапазоне 1,5–2,5 г на кг массы тела в сутки. Белок, поступающий в организм, должен восполнять как общий его расход, так и потребность в незаменимых аминокислотах, которые не синтезируются в организме и поступают только с пищей.

Виды несоответствия количества и состава белка потребностям организма приведены на рис. 10–2.

Виды несоответствия количества и состава белка потребностям организма

Недостаток поступления	Избыток поступления	Нарушение аминокислотного состава
белка в организм	белка в организм	потребляемого белка
Основные проявления:
* Несбалансированная	* Положительный	* Отрицательный азотистый баланс
алиментарная	азотистый баланс	* Замедление роста и развития
недостаточность	* Диспепсия	организма
белка (квашиоркор)	* Дисбактериоз	* Недостаточность процессов
* Сбалансированная	Кишечная аутоинфекция,	регенерации тканей
алиментарная	аутоинтоксикация	* Уменьшение массы тела
недостаточность белка	* Отвращение к белковой	* Снижение аппетита и
(алиментарная дистрофия)	пище	усвоения белка

Рис. 9–2. Виды несоответствия количества и состава белка потребностям организма.

НЕДОСТАТОЧНОЕ ПОСТУПЛЕНИЯ БЕЛКА

Основная причина недостаточного поступления белка в организм

(алиментарная

недостаточность

белка,

белково-калорическая

недостаточность): голодание.

Голодание

453

Виды голодания. Различают несколько видов голодания

•Абсолютное (прекращение поступления в организм пищи и воды).

•Полное (прекращение поступления в организм пищи, но не воды).

•Неполное (недостаточное количество принимаемой пищи, в том числе белка).

•Частичное (недостаток в пище отдельных её компонентов — белков,

липидов, углеводов, химических элементов, витаминов).

Проявления белкового голодания

Примерами белкового голодания могут быть квашиоркор и алиментарная дистрофия.

•Квашиоркор –заболевание, характеризующееся несбалансированной алиментарной белково-энергетической недостаточностью. Вызывается рационом с избытком калорийных небелковых продуктов (крахмала,

сахара), при недостатке белка и незаменимых аминокислот. Для этого заболевания характерны следующие проявления: – сниженная масса тела (в связи с дефицитом белка и других компонентов пищи), –

выраженная гипопротеинемия (преимущественно за счёт гипоальбуминемии), – гиполипопротеинемия (в результате дефицита белка и липидов в пище, нарушениях их образования в организме), –

отрицательный азотистый баланс (на 20–30% ниже нормального), –

тотальные отёки, асцит (в результате гипоонкии крови за счет альбуминов), – иммунодефициты (часто комбинированные: T- и

В-зависимые), – гиперальдостеронизм (в основном в связи с гиповолемией), – гипернатриемия, гипокалиемия (в результатет

454

гиперальдостеронизма), гипофосфатемия, гипомагниемия, – апатия,

гиподинамия, – задержка физического и умственного развития.

Прогноз при квашиоркоре неблагоприятный (в связи со значительной атрофией тонкого кишечника и ахилией), а смертность высокая (в основном, от инфекций в связи с выраженным иммунодефицитом).

• Алиментарная дистрофия

Алиментарная дистрофия, или алиментарный маразм — сбалансированная белково-калорическая недостаточность. Полное или частичное белковое голодание приводит к мобилизации белка костей,

мышц, кожи, в значительно меньшей мере — из внутренних органов.

Проявления: – снижение массы тела, – содержание белка крови либо на нижней границе нормы, либо часто — гипопротеинемия и гиполипопротеинемия, – отрицательный азотистый баланс (на 15–25%

ниже нормы), – гиипогликемия (в связи с дефицитом в пище углеводов), – кетонемия, кетоацидоз (в результате интенсивного катаболизма липидов), – гиперкортицизм (в основном за счёт глюкокортикоидов), –повышенные уровни глюкагона и соматостатина,

– гиперкалиемия (при тяжёлом течении), – иммунодефицит (в

основном T-клеточный), – задержка физического и умственного развития.

Для алиментарного маразма не характерны выраженные гипопротеинемия, отёки, расстройства электролитного обмена. Прогноз при своевременном и правильном лечении, как правило, благоприятен.

ИЗБЫТОЧНОЕ ПОСТУПЛЕНИЕ БЕЛКА В ОРГАНИЗМ

455

Причиной этого чаще всего является: – переедание, –

несбалансированная диета (длительный приём пищи с высоким содержанием белка), – активация протеосинтеза (например, при СД или гиперпродукции СТГ).

Проявляется избыточное поступление белка в организм: –

положительным азотистым балансом, –повышенным (нередко — до верхней границы нормы) содержанием белка в крови, –

диспептическими расстройствами (поносами, запорами), –

дисбактериозом с развитием кишечной аутоинфекции и аутоинтоксикации, –отвращением к пище, особенно богатой белком.

НАРУШЕНИЯ АМИНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА ПОТРЕБЛЯЕМОГО

БЕЛКА

Белки пищи содержат 22 аминокислоты, из них 8 —

незаменимых. К ним относятся валин, изолейцин, лейцин, лизин,

метионин, треонин, триптофан, фенилаланин. Незаменимые аминокислоты не могут быть синтезированы в необходимом объёме в организме человека. Для этого требуется поступление с пищей a-кетокислот.

Дефицит незаменимых аминокислот

Общие проявления. Недостаток отдельных незаменимых аминокислот приводит к появлению сходных (хотя и не идентичных)

общих проявлений: –отрицательного азотистого баланса (вследствие усиления катаболизма эндогенных белков для компенсации недостатка дефицитноц аминокислоты), –замедления роста и нарушенияразвития детей, –снижению регенераторной активности тканей и органов, –

уменьшению массы тела, –снижению аппетита и усвоения белка пищи.

456

Специфические проявления характерны для дефицита конкретной незаменимой аминокислоты.

Дефицит фенилаланина характеризуется гипотиреозом и гипокатехоламинемией (как результат низкой продукции адреналина и норадреналина хромаффинной тканью надпочечников).

Дефицит триптофана проявляется пеллагрой, анемией,

помутнением роговицы, катарактой и гипопротеинемией.

Дефицит метионина сопровождается: потенцированием развития атеросклероза, ожирением, гипокортицизмом и гипокатехоламинемией.

Избыток отдельных аминокислот

Общие проявления. Избыточное поступление и/или образование аминокислот в организме приводит к нарушению вкуса,

снижению аппетита, уменьшению массы тела, расстройствам обмена других аминокислот (например, избыток лейцина подавляет обмен валина), нарушениям функций органов и тканей (например, избыток метионина и тирозина может привести к гиперкатехоламинемии и/или гиперкортицизму).

Специфические проявления характерны для избытка

конкретной аминокислоты.

Избыток фенилаланина характеризуется задержкой психомоторного развития ребёнка, слабоумием и частым развитием

экземы.

Избыток метионина сопровождается анемией

(гемолитической), сердечной недостаточностью (в результате

457

кардиомиодистрофии) и печёночной недостаточностью (в связи с дистрофией гепатоцитов).

РАССТРОЙСТВА ПИЩЕВАРЕНИЯ В ЖЕЛУДКЕ И КИШЕЧНИКЕ

К расстройствам пищеварения, приводящим к нарушению обмена белка, относят нарушения расщепления белка в желудке и переваривания его в тонком кишечнике.

НАРУШЕНИЯ РАСЩЕПЛЕНИЯ БЕЛКА В ЖЕЛУДКЕ

Наиболее частыми причинами нарушения гидролиза белка в желудке являются гипоацидные состояния (например, при атрофии слизистой оболочки), снижение содержания и/или активности пепсина,

резекция части желудка.

К числу типичных последствий и проявлений расстройств расщепления белка в желудке и кишечнике относят: – нарушения набухания молекул белка, – торможение переваривания коллагенового компонента продуктов, – недостаточное расщепление белков мышечных волокон, – замедление эвакуации пищи в двенадцатиперстную кишку.

НАРУШЕНИЯ ПЕРЕВАРИВАНИЯ БЕЛКА В ТОНКОМ КИШЕЧНИКЕ

Основными причинами нарушения гидролиза белка в тонком кишечнике считаются все факторы (в том числе наследственные),

вызывающие расстройства пищеварения в кишечнике, включая синдромы мальабсорбции (синдромы нарушенного всасывания).

458

Проявляются эти расстройства: –креатореей, – целиакией глютеновой (синдромом, характеризующимся нарушением полостного и мембранного переваривания белков, а также торможением всасывания аминокислот); – недостаточностью энтерокиназы (причина — мутация гена), что приводит к существенному снижению протеолитической активности кишечного сока.

НАРУШЕНИЯ

ТРАНСМЕМБРАННОГО

ПЕРЕНОСА

АМИНОКИСЛОТ

Различные нарушения трансмембранного переноса аминокислот встречаются в общей популяции в 0,3–0,6%.

Их причины: мембранопатии различного генеза (первичные — моногенные дефекты и вторичные).

Мембранопатии приводят к нарушениям транспорта аминокислот на нескольких этапах: – из кишечника в кровь, – из крови в гепатоциты, – из первичной мочи в кровь, – из крови в клетки органов и тканей.

Примеры патологии: синдром Фанкони, цистинурия, цистиноз нефропатический, отравления солями тяжёлых металлов (например,

меди, кадмия, свинца, ртути), эндотоксинемии (например, интоксикация избытком соединений меди).

РАССТРОЙСТВА МЕТАБОЛИЗМА АМИНОКИСЛОТ

Нарушения обмена аминокислот, как правило, существенно изменяют метаболизм белков и приводят к существенным расстройствам обмена овынуклеинх кислот, липидов, витаминов,

углеводов, электролитов и воды.

459

По происхождению выделяют первичные (наследственные,

врождённые) заболевания, например, такие как фенилкетонурия,

тирозинопатии (альбинизм, тирозинемии, тирозинозы), алкаптонурия,

ацидемия изовалериановая, лейциноз, гомоцистеинурия и вторичные

(приобретённые, симптоматические) расстройства метаболизма аминокислот.

НАРУШЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ БЕЛКОВ В ПЛАЗМЕ КРОВИ

Уровень протеинемии является результатом соотношения

процессов протеосинтеза и протеолиза в различных тканях и органах. В

норме содержание белков в плазме крови составляет около 7% её массы.

Белок	крови	представлен альбуминами	(около 56%) и глобулинами
(примерно 44%).
Диспротеинемии — типовые формы нарушения содержания
белков	в	плазме крови. Среди	диспротеинемий выделяют

гиперпротеинемии, гипопротеинемии и парапротеинемии (рис. 10–3).

Типовые нарушения содержания белков в плазме крови

Гиперпротеинемии			Гипопротеинемии			Парапротеинемии

Гиперсинтетические Гемоконцентрационные Гипосинтетические Гемодилюционные

Рис. 10–3. Типовые нарушения содержания белков в плазме

крови.

ГИПЕРПРОТЕИНЕМИИ

Различают две разновидности увеличения общего содержания

белков в плазме крови: гиперсинтетическую и гемоконцентрационную.

460