Нарушение тканевого метаболизма белков

Центральным звеном метаболизма белка, обеспечивающим формирование тканевых элементов в период эмбрионального раз­вития, рост и развитие всех структур в детском и юношеском возрасте и сохранение структурной целостности организма на протя­жении всей жизни, является синтез белковых структур — второй этап белкового обмена. Этот этап включает процессы регенерации и синтеза специфических белков: белки плазмы крови и спинно­мозговой жидкости, глобин, ферменты, ряд гормонов и т.д.

Как известно, синтез белка в организме осуществляется непре­рывно и определяется интенсивностью метаболизма всех белковых структур организма. Нарушение адекватности процессов синтеза и распада белков приводит к белковой недостаточности. Последняя может возникать вследствие либо первичного нарушения синтеза белка (ассимиляция), либо первичного ускорения распада белковых структур (диссимиляция).

Ведущей причиной первичного нарушения синтеза белков яв­ляются различные виды алиментарной недостаточности. При пол­ном голодании с приемом воды в первые же сутки ограничивается синтез белка, и в результате повышенного его распада возникает отрицательный азотистый баланс (повышенное выведение азота с мочой). В дальнейшем, несмотря на отрицательный азотистый баланс, количество выводимого азота сравнительно невелико вследствие снижения интенсивности белкового обмена, и синтез некото­рых жизненно необходимых белковых структур происходит за счет продуктов распада других белков.

В терминальный период голодания (при потере 45-50% массы тела) внезапно наступает резкое усиление распада белка, расходуе­мого в качестве энергетического материала, а белковое истощение достигает размеров, несовместимых с жизнью.

Нарушение белкового обмена при полном голодании без воды протекает аналогично, но катаболизм белка выражен более резко, а полное истощение и гибель организма наступает значительно скорее. Это связано с тем, что при обезвоживании организма прогрес­сивно нарастает общая интоксикация продуктами распада и нару­шается коллоидное состояние белков, что значительно усиливает протеолитические процессы.

При неполном голодании белковое истощение наступает значи­тельно медленнее, но качественные изменения обмена веществ при­обретают более выраженный характер. Отмечается нарушение синте­за одних видов белка при относительном сохранении синтеза других видов. Особенно интенсивно теряют белки печень, скелетные мыш­цы, кожа; уменьшается образование альбумина, гемоглобина, анти­тел, ферментов. Угнетение биосинтеза пищеварительных ферментов ухудшает процессы усвоения пищи. Длительное неполное голодание в конечном итоге также заканчивается летальным исходом.

Особенно отчетливо проявляется нарушение синтеза белка при белковом голодании в молодом возрасте: кроме снижения веса от­мечается значительное отставание роста костного скелета и разви­тие остеопороза. Вместе с тем, большие потенциальные возможнос­ти синтеза белков у растущих организмов обусловливают и более полное восстановление у них белкового обмена по сравнению с взрослым организмом при достаточном поступлении белков с пи­щей после белкового или общего голодания.

Синтез белка в клетке — это ряд последовательно протекаю­щих процессов. Он возможен только при наличии всех аминокис­лот. Отсутствие в клетке хотя бы одной из 20 аминокислот преры­вает синтез белка. Отсутствие или недостаток в организме незаме­нимых аминокислот обусловливает наряду с общим нарушением синтеза белка избирательные формы патологии синтеза. Например, ограничение в пище детей триптофана сопровождается гипопротеинемией; отсутствие лизина характеризуется появлением тошноты и головной боли, головокружением, повышенной чувстви­тельностью к шуму. При отсутствии в пище аргинина снижается сперматогенез. Такие нарушения белкового обмена рассматривают как аминокислотную недостаточность. В основе ее развития лежит различная потребность в незаменимых кислотах для синтеза раз­ных видов белка организма, в том числе гормонов, медиаторов и других биологически активных веществ.

Нарушение количественных соотношений в содержании амино­кислот может возникать при употреблении в пищу однообразного вида белка, или белков с ограниченным содержанием незаменимых аминокислот (растительный белок) или при нарушении скорости всасывания отдельных аминокислот.

Таким образом, различные формы нарушения усвоения белков и нарушения в качественном и количественном составе пищевых белков вызывают первичную недостаточность биосинтеза белка, что проявляется общей белковой недостаточностью и отрицатель­ным азотистым балансом. Одновременно может возникать и ами­нокислотная недостаточность.

Нарушение синтеза и распада белка в организме может быть проявлением патологии регуляции этих процессов нервной и эн­докринной системами. Регулирующее действие ЦНС осуществляет­ся как непосредственным влиянием на трофические процессы (денервированные органы и ткани подвергаются атрофии, появляются трофические язвы), так и опосредованно через изменение функций эндокринных желез, гормоны которых влияют на процессы синтеза и распада белковых структур.

Coмaтoтpoпный и гонадотропный гормоны, инсулин, половые гормоны оказывают анаболическое действие на белковый обмен, а тироксин, глюкокортикоиды - катаболическое действие. Изменение секреции ряда гормонов (инсулина, тироксина и глюкокортикоидов) нарушает не только белковый, но и углеводный обмен, что само по себе влияет на биосинтез белка. Например, нарушение утилизации углеводов при недостатке инсулина, усиление окисле­ния углеводов при тиреотоксикозе нарушает синтез белка как за счет повышенного использования аминокислот в качестве источни­ка энергии (через глюконеогенез), так и ограниченного синтеза АТФ и других макроэргов вследствие разобщения окисления с фос­форилированием.

Кроме того, нейроэндокринная система может оказывать влия­ние на процессы ассимиляции и диссимиляции белка путем изме­нения активности ферментных систем, катализирующих эти про­цессы. Нарушают синтез белка остро и хронически протекающие инфекции, травмы костей и мягких тканей, гипоксия, эндотоксемия, ацидоз.

Таким образом, алиментарная недостаточность, расстройство нейроэндокринной регуляции, нарушение энергетических процес­сов, изменение активности протеаз играют определяющую роль в патогенезе белковой недостаточности организма, отражающей на­рушение соотношения между биосинтезом и распадом белка.

Среди различных по патогенезу и клиническому проявлению форм избирательной патологии белкового обмена особое значение имеет патология растворимых белков, проявляющаяся в наруше­нии белкового состава плазмы крови, о чем речь пойдет ниже.