Характеристика порушень білкового та вуглеводного обмінів в організмі людини

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Порушення білкового обміну проявляється розвитком білкової недостатності, яка може обумовлюватися:

1) Аліментарними причинами.

2) Порушенням біосинтезу білка.

3) Порушенням проміжного обміну амінокислот.

4) Підвищенням швидкості розпаду білка.

5) Патологією утворення кінцевих продуктів білкового обміну.

* Аліментарна білкова недостатність розвивається внаслідок порушення надходження в організм білків, їхнього переварювання та всмоктування.

Основними її причинами є: а) голодування, б) незбалансоване за амінокислотним складом харчування, в) запальні та дистрофічні зміни різних відділів шлунково-кишкового тракту.

* Порушення біосинтезу білків у клітинах обумовлюється:

1) Мутацією генів, які кодують інформацію про будову білків.

2) Порушенням транскрипції - утворення інформаційної РНК на матриці ДНК.

3) Порушенням трансляції - синтезу поліпептидних ланцюгів з амінокислот.

4) Порушенням післятрансляційної модифікації білків - формування їх третинної і четвертинної структур.

5) Впливом отрут і специфічних інгібіторів на мультиферментні комплекси, які забезпечують процеси транскрипції, трансляції і післятрансляційні модифікації білків.

6) Порушенням утворення рибосомальної РНК.

7) Дефіцитом незамінних амінокислот.

8) Дефіцитом АТФ.

Аліментарні фактори та порушення біосинтезу білків є причиною виникнення в організмі атрофічних процесів та пригнічення регенерації.

* Порушення проміжного обміну амінокислот.

Основні шляхи проміжного обміну білка складають реакції: переамінування, дезамінування та декарбоксилювання.

Реакція переамінування є головним джерелом утворення нових амінокислот під впливом трансаміназ. Порушення переамінування може виникнути в результаті: а) недостатності в організмі вітаміну В6, фосфорильована форма якого (фосфопіродоксаль) є активною групою трансаміназ - специфічних ферментів переамінування (вагітність, тривалий прийом сульфаніламідів); б) патологічного посилення реакції переамінування (ушкодження печінки, інсулінова недостатність); в) пригнічення активності трансаміназ внаслідок порушення їх синтезу (при білковому голодуванні), або порушення регуляції їх активності з боку ряду гормонів.

Порушення процесів переамінування може супроводжуватися:

- Порушенням обміну фенілаланіну із розвитком фенілкетонурії - генетично обумовленого захворювання, яке супроводжується накопиченням у великій кількості фенілаланіну в крові, тканинах і спинномозковій рідині, що в перші ж місяці життя веде до важкого ушкодження центральної нервової системи із розвитком невиліковного слабоумства.

- Порушенням обміну тирозину із розвитком: 1) тирозинозу, 2) алкаптонурії, 3) альбінізму.

Тирозиноз пов`язаний із нагромадженням тирозину, що проявляється розвитком: а) цирозу печінки, б) рахітоподібних змін кісток, в) геморагіями, г) ушкодженням канальців нирок.

Алкаптонурія пов`язана із нагромадженням в крові гомогентизинової кислоти, яка проникає в тканини, внаслідок чого з'являються темні плями в ділянці вух, носа, на склерах, розвиваються важкі зміни в суглобах.

Альбінізм обумовлений дефіцитом ферменту тирозинази, внаслідок чого не утворюється меланін, який забарвлює шкіру і волосся.

Процеси переамінування амінокислот тісно зв'язані з процесами окисного дезамінування і відбуваються під впливом амінооксидаз. Вони визначають як утворення кінцевих продуктів білкового обміну, так і вступ амінокислот в енергетичний обмін. Ослаблення дезамінування може виникнути внаслідок: а) порушення окисних процесів у тканинах (гіпоксія, гіповітамінози С, РР, В2); б) при зниженні активності амінооксидаз (дифузне ушкодження печінки, білкова недостатність). Наслідком порушення окисного дезамінування амінокислот є ослаблення сечовиноутворення, збільшення концентрації амінокислот в крові (аміноацидемія) і збільшення виведення їх із сечею (аміноацидурія).

Проміжний обмін ряду амінокислот відбувається також за рахунок їх декарбоксилювання (втрата СО2 з карбоксильної групи) з утворенням відповідних амінів, які одержали назву «біогенні аміни»: а) гістаміну - при декарбоксилюванні гістидину; б) тираміну - із тирозину; в) серотоніну - із 5-гідрокситриптофану. Якщо в нормі вони утворяться в малих кількостях і досить швидко руйнуються, то при порушенні декарбоксилювання створюються умови для нагромадження в тканинах і крові відповідних амінів і прояву їх токсичного впливу.

* Білки організму постійно перебувають в динамічному стані, в процесі безупинного розпаду і біосинтезу. У здорової дорослої людини кількість азотистих речовин, виведених з організму, дорівнює кількості, яку він одержує з їжею. Такий стан називається азотистою рівновагою.

Збільшення швидкості розпаду білків тканин і крові спостерігається при: а) підвищенні температури організму, б) масивних запальних процесах, в) важких травмах, г) гіпоксії, д) злоякісних пухлинах і т.д., що пов'язано або з дією бактеріальних токсинів (у випадку інфікування), або із значним збільшенням активності протеолітичних ферментів крові. Прискорення розпаду білків супроводжується розвитком в організмі негативного азотистого балансу в зв'язку з перевагою процесів розпаду білків над їхнім біосинтезом.

За умов більшого надходження ніж виведення азотистих основ (зростаючий організм, вагітність, дія анаболічних гормонів, відгодовування після захворювань) буде спостерігатися позитивний азотистий баланс.

* Патологія утворення кінцевих продуктів білкового обмін.

Основними кінцевими продуктами білкового обміну є аміак, сечовина, сечова кислота, креатинін, індикан.

Зв'язування аміаку в тканинах організму має велике фізіологічне значення, оскільки він володіє токсичним ефектом насамперед на центральну нервову систему. У крові здорової людини його концентрація не перевищує 60 мкмоль/л. Зв'язування і знешкодження аміаку здійснюється за допомогою 2-х механізмів: 1) у печінці - шляхом утворення сечовини, 2) в інших тканинах - шляхом приєднання аміаку до глутамінової кислоти (реакція амідування) з утворенням глутаміну.

Іншим кінцевим продуктом білкового обміну, який утворюється при окислюванні креатину (азотистої речовини м'язів) є креатинін (N=44-88 мкмоль/л). Нормальний добовий вміст креатиніну в сечі складає близько 1-2 г. Креатинурія (підвищення рівня креатиніну в сечі) спостерігається: а) у вагітних жінок, б) у дітей у період інтенсивного росту, в) при голодуванні, г) авітамінозі Е, д) інфекційних захворюваннях, е) тиреотоксикозі і ряді інших захворювань, коли відбувається порушення окислювальних процесів у м'язах.

Патологія кінцевого етапу білкового обміну може проявлятися: а) порушенням утворення кінцевих продуктів (продукційна гіперазотемія) б) порушенням їхнього виведення (ретенційна гіперазотемія).

Основним показником порушення утворення сечовини та інших азотовмісних продуктів обміну білків є зміна рівня і складу залишкового (небілкового) азоту у крові - (N=14-28 ммоль/л).

Продукційна гіперазотемія спостерігається: а) при важких формах гепатитів та цирозі печінки, коли різко порушена її сечовиноутворююча функція, розвивається гіперазотемія та виражена аміачна інтоксикація, що супроводжується порушенням функції центральної нервової системи із розвитком коми; б) при порушенні процесу амідування за умов зниження активності глутамінази чи в результаті утворення надмірних кількостей аміаку, які перевершують можливості його зв'язування.

Ретенційна гіперазотемія пов`язана із порушенням екскреторної функції нирок при їх патології, що супроводжується затримкою сечовини та інших азотистих продуктів у крові. Крайнім ступенем порушення екскреції азотистих метаболітів є уремія.

Порушення кінцевого етапу обміну білків може супроводжуватися розвитком подагри - захворювання, в основі якого лежить нагромадження в організмі сечової кислоти - кінцевого продукту обміну пуринових основ, які входять у структуру нуклеїнових кислот.

Для хворих подагрою характерне збільшення рівня сечової кислоти в крові - гіперурікемія, що може супроводжуватися відкладенням солей сечової кислоти в суглобах та хрящах, де в силу слабкого кровопостачання завжди існує тенденція до ацидування середовища, що сприяє випаданню солей сечової кислоти в осад. Відкладення солей викликає гостре подагричне запалення, яке супроводжується: а) болями в ушкоджених суглобах та б) гарячкою, а в) закінчується утворенням подагричних вузлів і деформацією суглобів.

Факторами ризику у виникненні подагри є:

1) надлишкове надходження пуринів в організм (вживання з їжею великої кількості м'яса, особливо з вином і пивом);

2) надлишкове надходження в організм молібдену, який входить до складу ксантиноксидази, яка перетворює ксантин у гіпоксантин, який перетворюється в сечову кислоту;

3) стать (частіше хворіють чоловіки);

4) літній вік, для якого характерна вікова гіперурікемія;

5) спадкова схильність до підвищення рівня сечової кислоти в крові.

Порушення вуглеводного обміну.

Основними причинами порушення вуглеводного обміну є:

1) Порушення переварювання і всмоктування вуглеводів у кишечнику.

2) Порушення вуглеводної функції печінки.

3) Порушення катаболізму глюкози в периферичних клітинах.

4) Порушення нейрогормональної регуляції вуглеводного обміну.

За нормальних умов у крові міститься 100-120 мг % або 4-6,6 ммоль/л глюкози.

У регуляції вуглеводного обміну беруть участь гормони двох протилежних функціональних спрямувань: а) інсулін (продукується в-клітинами острівців підшлункової залози), б) контрінсулярні гормони - антагоністи інсуліну: глюкагон, адреналін, глюкокортикоїди, соматотропний гормон.

Основними біологічними ефектами інсуліну є:

1) Гіпоглікемічна: а) пригнічення глікогенолізу і глюконеогенезу, що забезпечує зменшення виходу глюкози із печінки в кров; б) посиленння використання глюкози інсулінозалежними тканинами (м'язовою, жировою).

2) Анаболічна (інсулін стимулює ліпогенез у жировій тканині, глікогенез у печінці і біосинтез білків у м'язах).

3) Мітогенна (у великих дозах інсулін стимулює проліферацію клітин).

Основним біологічним ефектом контрінсулярних гормонів є активація глікогенолізу та глюконеогенезу у печінці.

Таким чином, при збільшенні вмісту в крові інсуліну і зменшенні контрінсулярних гормонів розвивається гіпоглікемія, а при зменшенні концентрації інсуліну і збільшенні вмісту контрінсулярних гормонів - гіперглікемія.

Гіпоглікемія - зменшення концентрації глюкози в крові до рівня нижче 4 ммоль/л, що супроводжується появою клінічних симптомів, які обумовлюються 2-а групами порушень в організмі:

1) Активацією симпатоадреналової системи, що спричиняє: а) серцебиття, б) посилене потовиділення, в) тремтіння, г) почуття голоду.

2) Порушенням забезпечення глюкозою головного мозку, що проявляється: а) виникненням головних болей, б) неможливістю зосередитися, в) втомлюваністю, г) неадекватною поведінкою, д) галюцинаціями, е) судомами, є) гіпо-глікемічною комою.

Гіпоглікемічна кома є самим важким наслідком гіпоглікемії і за умови невчасно наданої допомоги (введення глюкози), приводить до смерті. Вона проявляється: а) арефлексією, б) втратою свідомості, в) порушеннями життєвоважливих функцій головного мозку.

Гіперглікемія - збільшення вмісту глюкози в плазмі крові (понад 6,6 ммоль/л при визначенні методом Хагедорна-Йенсена).

Механізми виникнення гіперглікемії:

1) Збільшення надходження глюкози в кров, що спостерігається: а) після прийому їжі (аліментарна гіперглікемія), б) при посиленні глікогенолізу і глюконеогенезу в печінці (зменшення вмісту інсуліну або збільшення концентрації контрінсулінових гормонів).

2) Порушення надходження і утилізації глюкози в інсулінозалежних тканинах (м'язах, жировій тканині, печінці) при зменшенні вмісту інсуліну.

Цукровий діабет - хвороба, яка у нелікованому стані проявляється хронічним збільшенням вмісту глюкози в крові - гіперглікемією (визначення ВООЗ, 1987).

Патогенетична класифікація цукрового діабету.

1) Спонтанний цукровий діабет (первинний) - самостійна нозологічна одиниця (займає близько 90% усіх випадків цукрового діабету).

Спонтанний діабет проявляється 2-а різновидами: а) тип I - інсулінозалежний (юнацький) і б) тип II - інсулінорезистентний (діабет дорослих).

2) Вторинний цукровий діабет - є ознакою інших захворювань. Так, він розвивається при: а) ушкодженнях підшлункової залози, б) ендокринних захворюваннях, які супроводжуються збільшенням секреції контрінсулярних гормонів, в) при складних спадково обумовлених синдромах (наприклад, атаксія-телеангіоектазія).

* Цукровий діабет I типу (інсулінозалежний) характеризується абсолютною інсуліновою недостатністю, яка виникає в результаті ушкодження в-клітин панкреатичних острівців. Розвивається в людей молодого віку, зазвичай до 30 років. Тому його ще називають ювенільним, або юнацьким. Супроводжується кетозом - нагромадженням кетонових тіл. Необхідне лікування інсуліном.

Причини розвитку цукрового діабету I типу.

Цукровий діабет I типу є захворюванням, яке обумовлюється: а) генетичною схильністю та б) впливом факторів зовнішнього середовища.

Спадкова схильність до діабету I типу обумовлюється наявністю визначених НLA-генів (B8, Bw15, Dw3, Dw4) у головному комплексі гістосумісності (МНС- major histocompatability complex), що супроводжується утворенням аутоантитіл: а) здатних вибірково ушкоджувати в-клітини острівців підшлункової залози, б) здатних зменшувати резистентність клітин до детергентної дії факторів зовнішнього середовища.

Серед факторів зовнішнього середовища, здатних ушкоджувати в-клітини панкреатичних острівців, велике значення мають:

- в-цитотропні віруси (віруси Коксакі, епідемічного паротиту, кору),

- в-цитотропні хімічні агенти (алоксан, стрептозотоцин).

Усе це разом приводить до зменшення або повного припинення продукції інсуліну.

* Цукровий діабет II типу (інсулінорезистентний або інсуліноплеторичний) характеризується резистентністю (нечутливістю) клітин-мішеней до інсуліну, концентрація якого у крові може бути нормальною або навіть підвищеною. Розвивається у дорослих, зазвичай після 40 років. Не супроводжується кетозом. У його лікуванні інсулін не застосовують.

Причини розвитку цукрового діабету II типу.

1) Спадкова схильність, яка, на відміну від діабету I типу, не пов'язана з генами головного комплексу гістосумісності (МНС).

2) Ожиріння (відзначається в 80% хворих). Тому виділяють дві форми цукрового діабету II типу: а) з ожирінням; б) без ожиріння.

3) Фактори зовнішнього середовища, на відміну від діабету I типу, не мають особливого значення в етіології.

Патогенез цукрового діабету II типу з ожирінням.

Умовно виділяють 2-а етапи патогенезу:

1) Гіперінсулінемічний етап - збільшення секреції інсуліну при споживанні великої кількості їжі особами з ожирінням. Ця реакція спрямована на активацію процесів депонування поживних речовин у жировій тканині.

У м'язах немає необхідності в дії інсуліну, тому вони оберігають себе від надлишку цього гормону зменшенням кількості рецепторів на поверхні м'язових клітин. Розвивається явище інсулінорезистентності м'язової тканини.

2) Гіпоінсулінемічний етап. Підвищене навантаження на інсулярний апарат приводить до функціонального виснаження в-клітин. Цьому сприяють: а) генетично обумовлені їх дефекти і б) надлишок в організмі контрінсулярних гормонів. Як наслідок - зменшення секреції інсуліну, що веде до його відносної недостатністі. При цьому дія інсуліну на жирову тканину зберігається (на жирових клітинах багато рецепторів до інсуліну), а на м'язову тканину зменшується внаслідок інсулінорезистентності.

Клінічно таке явище проявляється розвитком гіперглікемії (немає дії інсуліну на м'язову тканину) і відсутністю кетозу (зберігається дія інсуліну на жирову тканину).

Цукровий діабет - захворювання, при якому порушуються усі види обміну речовин: а) вуглеводний, б) жировий, в) білковий, г) водно-електролітний, д) по-рушується кислотно-лужна рівновага.

* Порушення вуглеводного обміну проявляється гіперглікемією, обумовленою абсолютною або відносною недостатністю інсуліну.

В основі цього процесу лежать наступні механізми:

1) Збільшення надходження глюкози в кров із печінки. Пояснюється анулюванням гальмівного впливу інсуліну на ферменти глікогенолізу і глюконеогенезу.

2) Зменшення використання глюкози інсулінозалежними тканинами, оскільки при дефіциті інсуліну: а) зменшується проникність клітинних мембран для глюкози в м'язові (при обох типах цукрового діабету) і жирові (тільки при діабеті I типу) тканини; 6) зменшується утворення глікогену в печінці і м'язах; в) знижується активність пентозного циклу в печінці і жировій тканині; г) зменшується активність гліколізу у всіх інсулінозалежних тканинах; д) відбувається пригнічення ферментів циклу Кребса в печінці і м'язах; е) порушується перетворення глюкози в жири в печінці і жировій клітковині.

Гіперглікемією обумовлюється 3-и групи клінічних ознак цукрового діабету:

1) Глюкозурія, поліурія, полідіпсія (спрага). Глюкозурія виникає за умов, коли концентрація глюкози в крові перевищує її "нирковий поріг", тобто 10 ммоль/л. За рахунок глюкозурії збільшується осмотичний тиск сечі, що веде до затримки води і виникнення поліурії (збільшення діурезу). Як результат поліурії розвивається зневоднення організму і полідіпсія (спрага).

2) Висока гіперглікемія (понад 30 ммоль/л) викликає збільшення осмотичного тиску крові, внаслідок чого розвивається дегідратація тканин, особливо головного мозку, що є причиною виникнення гіперосмолярної коми.

3) При гіперглікемії істотно зростає швидкість неферментативного глюкозурування білків (хімічна взаємодія білків із глюкозою крові). Це викликає структурні і функціональні зміни багатьох білків, що проявляється: а) деформацією і гемолізом еритроцитів, б) порушенням згортання крові, в) підвищенням проникності судинної стінки, г) помутнінням кришталика і ін.

* Порушення жирового обміну проявляється:

1) Гіперліпацидемією - збільшенням вмісту в крові вільних жирних кислот. Пов'язана із активацією ліполізу і пригніченням ліпогенезу в жировій тканині.

2) Кетозом (гіперкетонемія і кетонурія). Збільшення вмісту кетонових тіл у крові і поява їх у сечі пов'язані із гіперліпацидемією.

3) Гіперліпопротеїнемією. Характеризується збільшенням вмісту в крові ліпопротеїдів дуже низької щільності (ЛПДНЩ).

4) Жировою інфільтрацією печінки, що є наслідком надлишкового надходження в печінку вільних жирних кислот.

5) Похудінням. При нелікованному цукровому діабеті порушується здатність жирової тканини перетворювати вільні жирні кислоти плазми крові в тригліцериди, які депонуються у тканинах. Це пов'язано із гальмуванням ліпогенезу і гліколізу, необхідних для цього процесу. Крім того, посилення ліполізу під дією контрінсулярних гормонів також сприяє зменшенню маси жирової клітковини.

6) Розвитком атеросклерозу.

* Порушення білкового обміну проявляється:

1) Аміноацидемією - збільшенням вмісту амінокислот у плазмі крові, що обумовлюється: а) зменшенням транспорту амінокислот у м'язові клітини, оскільки при відсутності інсуліну зменшується проникність клітинних мембран для амінокислот, і б) посиленням процесу протеолізу в м'язах, внаслідок чого амінокислоти, які звільняються, надходять у кров. Надлишок вільних амінокислот в крові поглинається печінкою, де вони шляхом глюконеогенезу перетворюються в глюкозу, що веде до подальшого збільшення рівня гіперглікемії.

2) Порушеннями біосинтезу білків, що прямо пов'язано із випадінням анаболічної дії інсуліну.

Клінічно пригнічення білоксинтезуючих процесів проявляється: а) порушеннями фізичного і розумового розвитку дітей, б) сповільненням загоєння ран, в) порушеннями утворення антитіл, внаслідок чого підвищується чутливість організму до інфекцій (виникнення частих фурункульозів).

* Порушення водно-електролітного обміну проявляється:

1) Зневоднюванням (дегідратацією), що є наслідком поліурії. Збільшує дегідратацію блювота, яка часто супроводжує ацидоз у хворих цукровим діабетом.

2) Гіперкаліемією, яка є наслідком активації внутрішньоклітинного протеолізу із вивільненням зв'язаного з білками калію, його надходженням із клітин у тканинну рідину і кров.

3) Гіпонатріємією, коли процеси ацидогенезу в дистальних ниркових канальцях не забезпечують повного відтитрування гідрокарбонатного буфера, то певна частина іонів натрію виводиться із сечею разом з аніонами органічних кислот (ацетооцитовую, в-оксимасляною).

* Порушення кислотно-лужної рівноваги проявляється розвитком метаболічного ацидозу.

Такі порушення обміну речовин лежать в основі виникнення діабетичної коми.

Розрізняють:

1) Діабетичну кетонемічну кому - виникає внаслідок накопичення кетонових тіл у крові.

2) Гіперосмолярну кому - розвивається внаслідок дегідратації головного мозку, обумовленою високим ступенем гіперглікемії.

3) Лактоцидемічну кому - обумовлюється нагромадженням молочної кислоти і розвитком ацидозу.

4) Гіпоглікемічну кому - може розвиватися в результаті передозування інсуліну при лікуванні цукрового діабету.

Характерні для цукрового діабету ускладнення.

1) Макроангіопатії характеризуються прискореним розвитком атеросклерозу у хворих цукровим діабетом. Найчастіше ушкоджуються вінцеві артерії серця, артерії головного мозку і нижніх кінцівок, що є причиною розвитку таких ускладнень, як інфаркт міокарда, інсульт, гангрена пальців ніг і всієї стопи. подагра дистрофічний білковий аліментарний

2) Мікроангіопатії - ушкодження судин мікроциркуляторного русла (артеріол, капілярів). Сутність цих ушкоджень полягає у значному потовщенні базальної мембрани мікросудин, що затруднює процеси обміну речовин між кров'ю і тканинами.

Найчастіше ушкоджуються судини нирок (діабетична нефропатія) і сітківки очей (діабетична ретинопатія). Як наслідок, може розвиватися хронічна ниркова недостатність, відшарування сітківки.

3) Нейропатії - специфічні ушкодження нервових провідників у хворих цукровим діабетом, які проявляються розладами чутливості, вегетативних і рухових функцій, нервової трофіки.

Размещено на Allbest.ru