Обмен белков. Патология белкового обмена. Нарушения обмена белков. Голодание, амилоидоз

Вторая особенность, характеризующая процессы белкового метаболизма, заключается в зависимости белков от их поступле-ния в организм извне.

Существует десять так называемых «незаменимых» амино-кислот, которые не синтезируются в организме человека, а обяза-тельно должны поступать извне, иначе полноценный синтез белков в организме будет нарушен.

Это: аргинин, валин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин.

4

* Пути использования аминокислот после их всасывания (участие в синтезе компонентов некоторых видов обмена веществ)

ВСАСЫВАНИЕ АМИНОКИСЛОТ В КИШЕЧНИКЕ

участие в синтезе следующих компонентов обмена веществ

углеводный обмен: - глюкоза

• обмен белков
• и пуринов:
• - белки
• пептиды
• другие
• аминокислоты
• пурины и
• пиримидины
• - мочевина

• обмен
• липидов:
• -кетокис-
• лоты

• обмен
• порфиринов:
• гем
• Hb
• цитохромы

• синтез
• ферментов
• и ко-ферментов:
• никотинамид
• НАД

• прочее:
• холин
• креатин
• катехол-
• амины
• тирок-
• син
• био-
• генные
• амины
• мела-
• нины
• - аммиак

5

* Катаболизм аминокислот глюкоза

белки пищи

-кето- кислоты

R — CH — COOH | NH2

цикл Кребса

глюко- неогенез

белки тканей

дыхание

NH3

мочевина

биогенные амины

СО2

экскреция

6

* Типы белкового синтеза

1. Синтез роста, связанный с развитием организма в целом. Он заканчивается, примерно, к двадцати пяти годам, то есть к моменту прекращения физиологического роста.

2. Стабилизирующий синтез, определяющий репарацию белков, утраченных в процессе диссимиляции и лежа-щий, таким образом, в основе их самообновления на протяжении всей жизни.

3. Регенерационный синтез, проявляющийся в период восстановления после белкового истощения, крово-потерь и т.д.

4. «Функциональный» синтез – образование белков, несущих специфические функции: ферментов, гемогло-бина и др.

7

* Схема биосинтеза белка

ДНК

мРНК

рибосома

ГЕН

тРНК

белок

цитоплазма

ЯДРО

8

Белки плазмы крови показатель величина

Белковые фракции (электрофорез на ацетат-целлюлозной пленке)

Общий белок 70 – 90 г/л

Альбумины 56.5 – 66.5%

Глобулины 33.5 – 43.5%

1- глобулины 2.5 – 5%

2 - глобулины 5.1 – 9.2%

 - глобулины 8.1 – 12.2%

 - глобулины 12.8 – 19%

Серомукоид 0.13 – 0.2 ед.

Фибриноген (по Рутенбергу) 2 – 4 г/л

9

Электрофореграмма белков плазмы крови

62% 2% 8% 12% 16%

альбумины 1 2   г л о б у л и н ы

10

* Виды голодания

Абсолютное голодание - полное прекращение по-ступления в организм пищи и воды.

Полное голодание – полное отсутствие приема пищи при сохранении приема воды.

Неполное голодание – это состояние, характеризую-щееся тем, что калорийность принимаемой пищи не покрывает всех энергетических затрат организма.

Частичное голодание – калорийность пищи пол-ностью покрывает энергетические затраты организма, однако, в составе пищи отсутствуют или имеются в недостаточном коли-честве те или иные питательные вещества (белки, жиры, углево-ды, витамины, минеральные вещества и др.).

11

*Периоды полного голодания

Периоды голодания

Обеспечение энергетических потребностей

Дыхательный коэффициент

Длительность

Первый (приспособи- тельный)

1.0

В основном за счет распада углеводов

2 – 4 суток

Второй (стационар- ный)

В основном за счет распада жиров и частично - белков

0.7

55 – 60 суток

Третий (терминаль- ный)

В основном за счет распада белков

1.0

2 –3 суток

12

* Эндокринно-метаболические изменения при голодании голодание

ЦЕНТР ГОЛОДА

СТРЕСС

гипогликемия

торможение выработки инсулина

транспорт аминокислот в висцеральный отсек из соматического

стимуляция выработки глюкагона

стимуляция глюконеогенеза гликогенолиз

компенсация

торможение синтеза белка компенсация усиление липолиза

13

Белковая и белково-калорийная недостаточность

Белково-калорийная недостаточность у де-тей, распространенная в ряде стран Африки (квашиоркор), представляет собой алимен-тарный маразм, связанный с неполноценным питанием после прекращения вскармлива-ния ребенка грудным молоком и переходом его, в основном, на растительно-углеводную диету. Такие дети отстают в росте и психи-ческом развитии, у них обнаруживается ис-тончение, поредение и депигментация волос, диффузная депигментация кожи, слоисто-пигментированный дерматоз, мышечное ис-тощение, гепатомегалия. Наблюдаются ха-рактерные изменения внешнего облика: яв-ления общего истощения, относительное увеличение мозговой части черепа, печень, выступающая из-под реберной дуги. Разви-вается жировая дистрофия печени, возника-ют «голодные» (онкотические) отеки.

14

* АМИЛОИДОЗ

Амилоидоз представляет собой одну из форм нарушения белково-го обмена, при которой в межтканевых щелях, по ходу сосудов и в их стенке, около мембран железистых органов откладывается особое веще-ство – амилоид, имеющее белково-полисахаридную природу. Амилоид резко нарушает функцию органов по месту своего отложения и может приводить не только к возникновению в организме тяжёлых расстрой-ств, связанных с патологией этих органов, но и к гибели последних и ор-ганизма в целом. Различают три формы амилоидоза: - идиопатический (имеющий наследственный генез); - вторичный (наиболее часто встречающаяся форма); - старческий.

15

Морфологические изменения в органах при амилоидозе

А. Электронограмма печени (ув. 5000 раз) при амилоидозе. Видно большое количество фибрилл амилоида. Б. Световая микроско-пия почки (ув. 100 раз). Отложения амилоида (указан стрелкой) в не-фроне.

16

Виды амилоида и связанные с ними формы амилоидоза

Предшественник амилоида

Заболевание

Предшествующие заболевания

Локализация

Хроническое воспаление Опухоли Идиопатическое возникновение

Почки Печень Селезенка Надпочечники

AA-амилоидоз

AA

Почки Печень Селезенка Мышечная ткань Кровеносные сосуды

Плазмоцитома Иммуноцитома Идиопатическое возникновение

AL

AL-амилоидоз

АА – сывороточный амилоид А (острофазный протеин); АL – амилоидо-иммуноглобулин с легкими цепями. В таблице приведены две формы амилоидоза, составляющие его основной пул. Кроме указанных, встречаются еще и редкие формы с другим составом амилоида.

17

* Схема патогенеза вторичного амилоидоза

хроническое воспаление

предамилоидная (аутоиммунная) стадия

активация макрофагов цитокины: IL-1, IL-8, TNF

повреждение клеток печени

образование изменённых протеинов

образование глюкозоаминогликанов

+

образование растворимого амилоида

СЕКРЕЦИЯ АМИЛОИДА

образование нераство- римого амилоида

РАЗВИТИЕ АМИЛОИДОЗА

18

Метаболизм  - амилоида в нервной ткани в норме

предшественник амилоидного пеп- тида (мембранный белок нейронов)

клетки – «мусор- щики» (микроглия)

расщепление

 - амилоид

пресенелины 1 и 2 (секретазы)

19

* Амилоидоз нервной ткани как фактор развития болезни Альцгеймера

усиление апоптоза нервных клеток и клеток глии

мутация генов АРР, PS1. PS2

уменьшение числа микроглиальных клеток «мусорщиков»

увеличение актив- ности секретаз (пресенелинов 1 и 2)

гибель нервных клеток и синапсов

увеличение синтеза ß-амилоида

образование бляшек, содержащих ß-амилоид

увеличение массы ß-амилоида

развитие болезни Альцгеймера

20

Амилоидоз головного мозга при болезни Альцгеймера

Бляшки, содержащие ß-амилоид, локализующиеся в экстрацеллюляр-ном пространстве (указаны стрелка-ми).

21

Раздел 2

Нарушения пуринового обмена Этиология и патогенез подагры

22

Модель и структурная формула молекулы пурина

:

N

N

:

:

N

N

:

Пурин – C5H4N4 – соединение, в молекуле которого сочетаются структуры шести- и пятичленного гетероциклов, содержащих по два атома азота. Обладает амфотерными свойствами.

23

Схема метаболизма пуринов

АТФ

АДФ

синтез пуринов из глютамина и фосфорибозил- пирофосфата

АМФ

ИМФ (инозиновая кислота)

аденозин

гуанозин

инозин

гуанин

гипоксантин

ксантиноксидаза

ксантин

мочевая кислота

24

* Образование мочевой кислоты и урата натрия в организме

пуриновые основания: аденин, гуанин

пирими- диновые основания: урацил, цитозин, тимин

пуриновые нуклеотиды: АТФ, ГТФ

пуриновые нуклеозиды: аденозин, гуанозин, инозин

пурины пищевых веществ

гипоксантин, ксантин

уриказа

ксантиноксидаза

мочевая кислота

аллантоин (у животных)

урат натрия (у человека)

25

Роль ферментных систем организма в синтезе пуриновых оснований

увеличение увеличение

синтез пуринов на основе глютамина и фосфорибозил- пирофосфата

повышение активности фосфорибозил- пирофосфат- синтетазы и амидофосфо- рибозилтранс- феразы

снижение активности гипоксантин- фосфорибозил- трансферазы

26

Основные причины гиперурикемии

снижение экскреции уратов натрия с мочой (почечная патология)

избыток пуринов в пище

увеличение синтеза или (и) уменьшение распада пуриновых оснований

гиперурикемия (повышение концентрации урата натрия в крови выше 420 мкмоль/л. Норма концентрации урата натрия в крови 360 – 415 мкмоль/л)

27

Патогенез подагры

пуриновые нуклеотиды организма

нуклеиновые кислоты организма

синтез пуринов

пурины пищевых веществ

пурины

мочевая кислота

гиперурикозурия

гиперурикемия

отложение кристаллов урата натрия в суставах, развитие подагрического артрита, тофусов

отложение кристаллов урата натрия в канальцах почек, развитие подагрической нефропатии

28

* Классификация форм подагры по этиопатогенетическому принципу

ПЕРВИЧНАЯ ПОДАГРА: - метаболическая (наследственная). Передающееся по наследству изменение активности некоторых ферментных систем, в результате чего нарушается пуриновый метаболизм и возникает гиперпродукция мочевой кислоты. - почечная (ретенционная). Генетически обусловленное уменьшение экскреции мочевой кислоты почками. ВТОРИЧНАЯ ПОДАГРА: - Нарушение пуринового обмена и обмена мочевой кислоты, вызванное