Вторинні порушення біосинтезу і розпаду білків - патофізіологія обмінних процесів
Вторинні порушення біосинтезу і 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: в печінці, імуноцити, клітинах системи мононуклеарних фагоцитів і т. Д. Патологічні і компенсаторні процеси в цих функціональних структурах відображаються в кінцевому підсумку на показниках білкового складу плазми крові. Інший механізм зміни білкового спектру крові полягає
в тому, що при порушенні цілісності мембранних утворень клітин і субклітинних структур в кров можуть надходити білки, невластиві нормальному складу крові. В даному випадку мова йде про ферментах, визначення змін активності яких в крові має велике діагностичне і прогностичне значення.
Кількісні зміни в білковому складі крові можуть виявлятися у вигляді: гіперпротеїнемії - підвищеному вмісті білків у плазмі крові-гипопротеинемии - пониженому вмісті білків у плазмі крові. Однак ці показники далеко не завжди відображають наявні зміни в білковому складі. У разі різноспрямованих змін білкових фракцій, а також при дефектах синтезу окремих білків, концентрація яких в плазмі невелика, незважаючи на виражені клінічні прояви, сумарний вміст білків залишається незмінним. У зв`язку з цим набув широкого поширення термін диспротеинемии. Цей термін використовується не тільки для позначення змін сумарної кількості білків в крові, але і в випадках змін співвідношень в отриманні окремих білкових фракцій. Поява в крові білків зі зміненою структурою, невластивих здоровому організму позначається як парапротеінеміі.
Ряд патологічних процесів в органах супроводжується порушенням надходження ферментів в крові. Активність їх при цьому може бути як підвищеною (гиперферментемии), так і зниженою (гіпоферментеміі). Безсумнівно, що уявлення про кількісні і якісні зміни окремих білків в крові мають набагато більшого практичного значення, ніж показники, що відображають загальні кількісні зміни.
Надзвичайно тісні взаємини існують між процесами біосинтезу білків в печінці і білковим складом плазми крові. В гепатоцитах синтезуються всі альбуміни крові, до 90% альфа-глобулінів. У макрофагах печінки (клітинах Купфера) утворюється до 50% бета-глобулінів плазми крові. Якщо патологічний процес у печінці (запалення, дистрофія, пухлини і т. Д.) Призводить до ураження більшої частини паренхіми печінки, то це, як правило, супроводжується порушенням біосинтезу білків плазми крові. Особливо виражені зміни спостерігаються при сформованих цирозах печінки.
Характер клінічних симптомів, викликаних недостатнім вмістом тих чи інших білків в плазмі крові, обумовлений спеціалізацією їх функцій. зменшення синтезу
альбумінів проявляється не тільки в зменшенні вмісту цієї фракції в крові (гипоальбуминемии), але і позначається на загальній кількості білків - розвивається гіпопротеїнемія. Головним наслідком гипопротеинемии є зниження онкотичного тиску крові і розвиток набряків. Оскільки набряки цього генезу генералізованої, то при них мають місце зниження функціональної активності більшості внутрішніх органів і, зокрема, порушується дифузія газів і легких, що сприяє розвитку гіпоксії. Слід зазначити, що гипопротеинемии можуть бути пов`язані не тільки з порушенням біосинтезу альбумінів в печінці, але і з активацією процесів катаболізму при гострих інфекціях, деяких ендокринних захворюваннях і т. Д. Принциповий еквівалент цьому механізму має місце при підвищених втратах білків плазми крові: при кровотечах , плазмопотерей, великих ранових поверхнях, з сечею, а також при збільшенні використання альбуміну як динамічного амінокислотного резерву в післяопераційному періоді, при злоякісних пухлинах, лейкемиях і т. д.
Порушення біосинтезу деяких білків плазми крові часто не відбиваються на загальному їх зміст, 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 біосинтезі компонентів системи комплементу;
- анемії, обумовлені недостатністю трансферину і феритину - білків, необхідних для реутилізацію заліза;
- гепатоцеребральная дистрофія при порушеннях освіти церулоплазміну, який бере участь в транспорті міді.
Різноманітні варіанти зміни білкового спектру плазми крові при ураженнях імунної системи. Недостатнє утворення імуноглобулінів і відповідне зниження вмісту білкових фракцій гаммаглобулінів спостерігається при вторинних імунодефіцитах, обумовлених хронічними інфекціями (туберкульоз, сифіліс, гепатит і т.д.), порушеннями харчування, використанням імунодепресантів різного механізму дії. Підвищений вміст імуноглобулінів в плазмі крові спостерігається при адекватних реакціях імунної системи на гострі і хронічні бактеріальні та вірусні інфекції.
Підвищення змісту плазмових білків може бути пов`язано з появою змінених фракцій гаммаглобулінів - так званих парапротеинов, т. Е. Білків-двійників, близьких за своєю структурою до нормальних імуноглобулінів. В організмі здорових людей парапротеїни містяться в невеликій кількості, тоді як підвищення їх змісту має місце при патологічної проліферації иммуноцитов. На електрофореграмах піки парапротеинов розташовуються в зонах, які відповідають імуноглобулінів. Найбільш відомими захворюваннями, що супроводжуються парапротеїнеміями є плазмоцитома (мієломна хвороба) і макроглобулінемія Вальденстрема.
Надзвичайно різноманітті прояви порушення процесів біосинтезу і розпаду білків в організмі при синдромі білкової недостатності. Картина синдрому супроводжує повна і білковому голодуванні як наслідок недостатнього надходження їжі або білків в її складі. Розвиток синдрому може бути обумовлено порушенням травлення і всмоктування білків в травному тракті, підвищеними втратами білків через кишечник, нирки, відкриті ранові поверхні, при утворенні ексудатів і транссудату, а також може бути пов`язано з переважанням процесів катаболізму. Одним з найважливіших ознак синдрому білкової недостатності є негативний баланс азоту, який виникає не тільки через недостатнє надходження білків з їжею, а й внаслідок підвищеного розпаду власних тканин при активації протеолізу. Організм, не володіючи резервами білків, змушений перерозподіляти їх між власними тканинами з метою збереження функцій життєвоважливих органів. Найбільша втрата маси спостерігається в печінці, м`язах, шкірі, кишечнику. Майже не зменшується при цьому маса білків головного мозку, міокарда, деяких ендокринних залоз. В кінцевому підсумку синдром білкової недостатності проявляється у втраті загальної маси тіла і атрофія органів п тканин.
При білкової недостатності порушуються всі фізіологічні функції і види обміну. Недостатність пластичного забезпечення призводить насамперед до зниження біосинтезу ферментів, що відбивається на функціях і характері перебігу обмінних процесів у всіх органах. При цьому порушуються процеси травлення і всмоктування в кишечнику, виникає дискоординація інтермедіарного обміну амінокислот, знижується активність процесів біологічного окислення і фосфорилювання. Зниження еффетівності метаболічних процесів посилює картину патологічних відхилень. Найбільш глибокі порушення розвиваються в разі повного голодування, при якому білкова недостатність поєднується з порушенням енергетичного постачання і дефіцитом обов`язкових компонентів їжі - незамінних амінокислот і жирних кислот, вітамінів.
Патологічні зміни білкового обміну па етапах біосинтезу і розпаду білків можуть відбуватися через порушення процесів регуляції, яка здійснюється нервовою та ендокринною системами. Нервові впливу можуть реалізуватися або прямим впливом на метаболізм білків, або опосередковано через залози внутрішньої секреції. Денервації органів і тканин, незалежно від генезу, призводить до порушення їх харчування та 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 системи на різних рівнях.
Гормональні впливу па різні фази метаболізму білків забезпечують динамічний баланс процесів синтезу і розпаду білків. Вираженим анаболічним ефектом володіють соматотропин, інсулін, гормони чоловічих статевих залоз. Гормони щитовидної залози поряд з анаболічним ефектом можуть надавати протилежну дію. Різке переважання катаболічного ефекту спостерігається при неадекватно високою продукції тироксину і трийодтироніну. Глюкокортикоїди надають на метаболізм білків переважно катаболічну дію. 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 білкового і амінокислотного обмінів. 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, при яких анаболізму соматотропіну на білковий обмін приводить до виражених гіперпластичних процесів;
- гіпофізарпая кахексія (хвороба Симмондса), що характеризується крайнім виснаженням і обумовлена поєднаним ураженням центрів гипоталямуса і гіпофіза з вторинними проявами гіпотиреозу, гипокортицизма і гіпогонадизму;
- гіпофізарний нанізм, що є наслідком недостатності соматотропіну, що призводить до вираженого гальмування росту у дітей;
- виснаження з вираженим негативний баланс азоту спостерігається при тиреотоксикозі.
Посилення розпаду білків в тканинах може спостерігатися при різних типових патологічних процесах (запалення, алергічні реакції, ішемія, дегенерація і т. Д.) І при ряді інфекційних захворювань, що супроводжуються лихоманкою, при інтоксикаціях, великих опіках і травмах м`яких тканин. Підвищений катаболізм білків в цих випадках може носити як локальний, так і генералізований характер.
