3. Вторинні порушення біосинтезу та розпаду білків в організмі

Інтенсивність фаз анаболізму і катаболізму білків в клітинах залежить від їх функціонального стану, зміни регуляторних впливів, характеру та розвитку патологічних процесів. Знання активності і співвідношення цих фаз становить певний практичний інтерес. У ряді випадків реальна можливість для оцінки метаболізму білків в органах і тканинах з'являється при дослідженні білків крові. Це пов'язано з тим, що білки плазми крові синтезуються в клітинах різних органів і систем: у печінці, імуноцитів, клітинах системи мононуклеарних фагоцитів і т.д. Патологічні та компенсаторні процеси в цих структурах відбиваються в кінцевому підсумку на показниках білкового складу плазми крові. Інший механізм зміни білкового спектру крові полягає в тому, що при порушенні цілісності мембран клітин у кров можуть надходити білки, невластиві нормальному складу крові. У даному випадку мова йде про ферменти, визначення змін активності яких в крові має велике діагностичне та прогностичні значення. Ряд патологічних процесів в органах супроводжується підвищенням активності деяких ферментів в крові - гіперферментемією. При розвитку некрозів в окремих органах (інфаркт міокарда, гострі гепатити та панкреатити, отруєння CCl 4 та ін) внаслідок руйнування клітин тканинні трансамінази (аспартат-і аланінамінотгрнсферази) надходять в кров і підвищення їх активності в таких випадках є одним з діагностичних тестів.

Активність кислої фосфатази в сироватці крові збільшується при раку простати, активність альдолази зростає при м'язової дистрофії. Збільшення активності амілази в плазмі крові спостерігається при гострих панкреатитах, виразці дванадцятипалої кишки, у той час як при гепатитах, раку печінки, гострому алкоголізмі активність цього ферменту зменшується. При захворюваннях печінки і отруєння фосфорорганічними сполуками падає активність холінестерази. При інфаркті міокарда в плазмі збільшується вміст четвертої і п'ятої ізоформ лактатдегідрогенази.

Кількісні зміни в білковому складі крові можуть виявлятися у вигляді: гіперпротеїнемії і гіпопротеїнемії. Однак ці показники далеко не завжди відображають і миються зміни в білковому складі. У разі різноспрямованих змін білкових фракцій, а також при порушеннях синтезу окремих білків, концентрація яких у плазмі невелика, сумарний вміст білків залишається незмінним. У зв'язку з цим отримав широке поширення термін диспротеїнемія. Його використовують не тільки для позначення змін сумарної кількості білків у крові, але і у випадках зміни співвідношення в отриманні окремих білкових фракцій. Поява в крові білків із зміненою структурою, невластивих здорового організму, позначається як парапротеїнеміями.

Надзвичайно тісні взаємини існують між процесами біосинтезу білків в печінці та білковим складом плазми крові. У гепатоцитах синтезуються всі альбуміни крові, до 90% альфа-глобулінів. У клітинах Купфера утворюється до 50% бета-глобулінів плазми крові. Тому патологічні процеси в печінці (запалення, дистрофія, пухлини, цироз і ін) супроводжуються порушенням біосинтезу білків плазми крові.

Зменшення альбумінів проявляється не тільки в зниженні вмісту цієї фракції в крові (гіпоальбумінемії), а й позначається на загальній кількості білків - розвивається гіпопротеїнемія, головним наслідком якої є зниження онкотичного тиску крові та розвиток набряків. Слід відкинути, що гіпопротеїнемії можуть бути пов'язані і з активацією процесів катаболізму при гострих інфекціях, деяких ендокринних захворюваннях і т.д. Часто зустрічаються гіпопротеїнемії, пов'язані з втратою білків, наприклад, при крововтратах, нефротичному синдромі, опіках, великих ранових поверхнях, в післяопераційному періоді, при злоякісних пухлинах, лейкозах і т.д. (Див. рис. 1).

Синтез патологічних протеїнів-парапротеїнів (при плазмоцитома, макроглобулінемії, кріоглобулінемії та ін)

Компенсаторний синтез глобулінів при порушенні синтезу альбумінів (хронічні дифузні ураження печінки)

Синтез захисних білків - антитіл, С-реактивного білка та інших (інфекції,імунітет, запалення)

Перехід клітинних білків у кров

Гіперпротеінемія, збільшення відносного або абсолютного змісту всіх або деяких білків

Еупротеінемія

Гіпопротеїнемія, зменшення відносного або абсолютного змісту всіх або деяких білків

Вроджені або набуті порушення в синтезі окремих білків (гіпоальбумінемія, гіпофібриногенемія, гіпогамаглобулінемії,гемофіліята ін)

Прискорений розпад окремих білків

Втрата білків при порушенні цілісності або проникності судинної стінки

в зовнішнє середовище (протеїнурії при захворюваннях нирок)

в зовнішнє середовище (набряки, шок, деякі види укусів і ін)

змішані форми (опіки, крововтрати)

Зменшення синтезу внаслідок недостатності або якісної диспропорції амінокислот (повне або часткове голодування, лихоманка, порушеннятравленняі всмоктування)

Рис. 1. Класифікація диспротеїнемія за І.А. Ойвин 

Порушення біосинтезу деяких білків плазми крові часто не позначаються на загальному їх утриманні, однак можуть стати причиною розвитку ряду патологічних станів. Прикладами можуть служити:

- Геморагічні синдроми при порушеннях утворення протромбіну, фібриногену та інших факторів згортання крові;

- Порушення механізмів антимікробної резистентності при недостатньому синтезі компонентів системи комплементу;

- Анемії, обумовлені недостатністю трансферину та феритину - білків, необхідних для реутилізації заліза;

- Гепатоцеребральная дистрофія (хвороба Вільсона) при порушеннях освіти церулоплазміну, що бере участь у транспорті міді.

Надзвичайно різноманітні прояви порушень процесів біосинтезу та розпаду білків в організмі при синдромі білкової недостатності.

Рис. 2. Порочне коло при квашиоркор

В економічно бідних районах тропічної Америки, Центральної та Південної Африки, Індії недостатня кількість білка в раціоні є важливим етіологічним чинником захворювання дітей - квашиоркор - мовою Гани "червоний хлопчик" (син.: гідрокахексія, пелагра дитяча, синдром "депігментація - набряк") .

Захворювання характеризується затримкою росту, анемією, гіпопротеїнемією (часто з набряком), жирової інфільтрацією печінки, атрофією ацинарних клітин підшлункової залози, що супроводжувалася діареєю і стеаторреей (див. рис. 2).

Надходження в організм недостатньої кількості білка призводить до порушення функцій кишечника і неефективного використання тих невеликих кількостей білка, які надходять про їжею (ЛОНП, ліпопротеїди дуже низької щільності).

Патологічні зміни білкового обміну на етапах біосинтезі і розпаду білків можуть відбуватися через порушення процесів регуляції, які здійснюються нервової я ендокринною системами, Нервові впливу можуть реалізуватися або прямим впливом на метаболізм білків, або опосередковано через залози внутрішньої секреції. Денервації органів і тканин призводить до порушення їх живлення розвитку атрофії. При цьому відбувається активація протеолізу і гальмування біосинтезу білків. Прикладами таких станів можуть служити прогресуючі м'язові дистрофії, що розвиваються внаслідок поразок вегетативної нервової система на різних рівнях.

Механізми впливів гормонів на білковий обмін різні. Ці впливи можуть здійснюватися шляхом впливу на геном клітини, що визначає в кінцевому підсумку кількість знову утворюється білка. Під гормональним контролем знаходиться активність ферментів. Це зумовлює можливість регуляторних впливів як на швидкість течії окремих біохімічних реакцій, так і на різні фази обміну. Прикладами патологічних станів, обумовлених порушенням ендокринних впливів на фази білкового обміну, можуть бути акромегалія і гігантизм, гипофизарная кахексія (хвороба Симмондса), гіпофізарний нанізм; виснаження з вираженим негативним азотистим балансом, що спостерігаються при тиреотоксикозі та ін

Посилення розпаду білків у тканинах може спостерігатися при розбіжностях типових патологічних процесах (запалення, алергія, ішемія і т.д.) і при ряді інфекційних захворювань, що супроводжуються лихоманкою, при інтоксикаціях, великих опіках і травмах м'яких тканин. Підвищений катаболізм білків у цих випадках може носити як локальний, так і генералізований характер.

Серед інших факторів, що обмежують синтез білка, слід зазначити гіпоксію. Дефіцит кисню в тканинах викликає порушення всіх видів обміну, в тому числі і пластичного. Біосинтез білка (як досить енергоємний процес) знижується. Це особливо впливає на синтез тих білків, які мають короткий час напівжиття, наприклад, фактори згортання. Концентрація амінокислот в крові підвищується. Збільшується вміст аміаку, знижується кількість глутаміну, встановлюється негативний азотистий баланс.