1 . Нарушения гидролиза белков и всасывания аминокислот в кишечнике.
При усвоении чужеродных белков пищи организм, прежде всего, лишает их видовой специфичности. Под воздействием протеолитических ферментов в ЖКТ происходит гидролиз пептидных связей СО-NH. В полости рта белки не расщепляются. В желудке имеются три протеиназы: пепсиноген, гастриксин, реннин. Пепсиноген активируется соляной кислотой. Оптимум действия при рН=1,5, гастриксина -3,5-4, реннина - 6-7. Они нарушают внутренние связи белковой молекулы с образованием полипептидов, которые поступают в двенадцатиперстную кишку и подвергаются действию смеси секретов поджелудочной железы и кишечника. Активация трипсиногена происходит в кишечнике под воздействием фермента энтерокиназы. Остальные ферменты переходят в активное состояние под влиянием активного трипсина. Кишечные протеиназы относятся к экзопептидазам, которые отрывают отдельные аминокислоты. Секреция протеолитической активности ферментов ЖКТ регулируется пищеварительными гормонами и биологически активными веществами (гастрин, гистамин, секретин, панткреозимин и др.).Процесс всасывания аминокислот является активным, происходит с затратой энергии.
Причины нарушения этого этапа белкового обмена: гастриты, панкреатиты, энтериты, атония тонкого кишечника (нарушается адсорбция аминокислот на щеточной каемке ворсинок), отек слизистой кишечника, атрофия слизистой пилорического отдела желудка и слизистой кишечника (нарушается выработка пищеварительных гормонов). Недостаточное поступление белков в организм может быть следствием недостаточного содержания белков в пище, что может приводить к белково-калорийной недостаточности (БКН). БКН характеризуется угнетением синтеза белка и рибонуклеотидов, возникновением атрофических изменений в ЖКТ, поджелудочной железе, слюнных железах, мышцах, костном мозге; снижением основного обмена, массы тела, содержания плазменных белков; снижением онкотического давления плазмы крови, развитием отеков, брадикардии, гипотонии, гипотермии, замедления скорости кровотока. В последней стадии БНК развивается кома. Наибольшую опасность БНК представляет для детей, т.к. наблюдается задержка роста, развиваются анемии, дерматозы, диспептические явления, гипопротеинемия.
Длительная белковая недостаточность сопровождается снижением активности ферментов и содержания гормонов, что приводит к нарушению нейроэндокринной регуляции. Недостаточность отдельных ферментов часто явл. причиной нарушения метаболизма белков. Примером может служить целиакия - заболевания, при котором наблюдается непереносимость белков (глиадин) злаковых растений. В основе ее лежит наследственная или приобретенная недостаточность ферментов, ответственных за гидролиз. При этом заболевании вследствие неполного гидролиза белков образуется водорастворимая полипептидная фракция, обладающая токсическим действием. Клиническим проявлением является полифекалия (более 2% съеденной пищи превращается в кал, стул жидкий, пенистый). В результате поноса развивается гипотрофия и необычная внешность (на фоне истощения большой живот).
Единственным эффективным подходом к лечению этого заболевания явл. исключение из пищи белков пшеницы, ржи ид др. злаков. Нарушение переваривания белков приводит к тому, что продукты неполного гидролиза – пептиды и не всосавшиеся аминокислоты поступают в толстый кишечник, где ассимилируются микрофлорой. В ходе этих процессов образуются протеиногенные амины (путресцин, кадаверин) и ароматические соединения (индол, фенол, скатол, крезол), обладающие токсическим действием. В нормальных условиях образование этих продуктов невелико и они обезвреживаются в печени. При избыточном их образовании происходит общая интоксикация организма.
НАРУШЕНИЯ БИОСИНТЕЗА И РАСПАДА БЕЛКОВ В ОРГАНИЗМЕ И ТКАНЯХ.
Белки органов и тканей нуждаются в постоянном обновлении. Нарушения динамического равновесия катаболизма и анаболизма могут приводить к развитию патологических процессов.
Синтез белка происходит в цитоплазме клеток на рибосомах. Начальным этапом синтеза белков явл. активация аминокислот под воздействием фермента и АТФ с образованием аминоациладенилатов. Активированная аминокислота вступает во взаимодействие с транспортной РНК, данный комплекс подтягивается к рибосоме. Рибосомы в сою очередь вступают в контакт с информационной РНК и, продвигаясь вдоль линейной структуры и-РНК, включают аминокислоты в определенной последовательности. После завершения синтеза полипептидная цепь снимается с рибосомы в окружающую среду, окончательно принимая пространственную конфигурацию, типичную для данного специфического белка. В регуляции синтеза белка принимают участие ген-оператор и регулирующий ген. Регулирующий ген ведает синтезом репрессора, который является ферментом и тормозит деятельность структурных генов. Репрессор взаимодействует с геном-оператором, который составляет единое целое со структурными генами. Репрессор может быть в активном и неактивном состоянии. Активный репрессор подавляет ген-оператор и синтез белка на структурных генах прекращается. Активатором репрессора может быть определенная концентрация белка в клетке. При недостатке белка репрессор заторможен и синтез белка в структурных генах увеличивается. Анаболические гормоны, канцерогенные в-ва тормозят репрессор.
ПРИЧИНЫ нарушения синтеза белка в клетке:
- снижение кислорода в атмосферном воздухе и крови;
- недостаток выработки АТФ.
-недостаточное содержание белков и незаменимых аминокислот в пище (например, при недостатке ТРИПТОФАНА – развивается гипопротеинемия, АРГИНИНА - снижается сперматогенез, МЕТИОНИНА – развивается жировая инфильтрация печени, ВАЛИНА – возникают мышечная слабость, задержка роста, похудение и развитие кератозов);
-недостаток анаболических гормонов.
- нарушение деятельности структурных генов (мутации) (например, если вместо глутаминовой кислоты в молекулу гемоглобина включается валин, то развивается серповидноклеточная анемия);
-нарушения отдельных этапов биосинтеза белков: репликации, транскрипции и трансляции.
- при связывании репрессора (например, при блокировании его канцерогенными веществами возникает беспрерывный синтез белка);
- при нарушении нейроэндокринной регуляции (например, при перерезке нервов и недостатке анаболических гормонов уменьшается выработка белка и изменяется его качество).
Гормоны, регулирующие белковый обмен, делятся на АНАБОЛИЧЕСКИЕ И КАТАБОЛИЧЕСКИЕ. К анаболическим гормонам относятся соматотропные и гонадотропные гормоны передней доли гипофиза, гормоны половых желез, инсулин. Гормоны щитовидной железы в физиологических дозах в растущем организме стимулируют синтез белка, морфологическую и функциональную дифференцировку тканей. Нормальные дозы в условиях взрослого организма при достаточном и усиленном белковом питании проявляют катаболический эффект, который не приводит к нарушению азотистого равновесия и способствует выведению избытка белка. Гиперпродукция тиреоидных гормонов и глюкокортикоидов оказывает катаболическое действие.
Кроме приобретенных существуют наследственные дефекты биосинтеза белка (нарушения образования факторов свертывания крови, гемоглобина, структурных белков в организме).
ПРИЧИНЫ усиленного распада белка:
- избыточное поступление катаболических гомонов, которые активируют внутриклеточные протеиназы, локализованные в лизосомах;
- повышение проницаемости лизосом под воздействием бактериальных токсинов, продуктов распада тканей, ацидоза, гипоксии и др. факторов, что способствует выделению катепсинов и усилению катаболических процессов.