Нарушение межуточного обмена белков

Межуточный обмен белков — это третий этап белкового об­мена. Он охватывает весь комплекс превращений различных ами­нокислот в реакциях переаминирования, дезаминирования, амидирования, декарбоксилирования, трансаминирования и др.

Главную роль в межуточном обмене аминокислот играет реакция переами­нирования, благодаря которой при участии трансаминаз образуют­ся новые аминокислоты, устанавливается связь белкового и угле­водного обмена, осуществляется введение азота в пуриновые и пиримидиновые основания. Благодаря реакции переаминирования об­разуются аминосахара, порфирины, креатин. При участии этой ре­акции происходит в значительной мере и процесс дезаминирования аминокислот.

Переаминирование (синоним — трансаминирование) — фер­ментативная реакция обратимого переноса аминогрупп между амино- и кетокислотами без выделения аммиака при участии трансаминаз. Переаминирование играет важнейшую роль в обмене азоти­стых соединений; является основным путем биосинтеза и распада аминокислот. Нарушение переаминирования может быть обуслов­лено:

1. Недостатком витамина В6. Как известно, фосфорилированная форма этого витамина - фосфопиридоксаль — является активной группой трансаминаз. Фосфопиридоксаль осуществляет непосред­ственный перенос аминогрупп на соответствующую кетокислоту.

2. Нарушением соотношения субстратов, участвующих в пере-аминировании. В обычных условиях белкового обмена реакции пе­реаминирования в ту или другую сторону (реакция переаминирова­ния обратима) выступают в качестве регулятора клеточного мета­болизма. В условиях патологии печени, при инсулиновой недоста­точности увеличивается содержание свободных аминокислот, что приводит к усилению процессов переаминирования. Например, в генезе коматозного состояния, развивающегося при печеночной не­достаточности, важнейшую роль играет блокада цикла Кребса в нейронах коры головного мозга за счет усиления реакции переами­нирования с кетокнслотами.

3. Угнетение активности самих трансаминаз вследствие нару­шения синтеза их белковой структуры, особенно при белковом го-лодании, что заметно снижает интенсивность процессов переами­нирования (например, аланина с а-кетоглютаровой кислотой). Кроме того, активность трансаминаз регулируется такими гормо­нами, как АКТГ и глюкокортикоиды.

При ряде патологических процессов и состояний (белковое исто­щение, токсический гепатит) заметно ослабевает переаминирование тирозина, отмечается его повышение в крови, что создает предпосыл­ки для усиления его декарбоксилирования с образованием тирамина, обладающего выраженным симпатомиметическим действием.

Локальное нарушение процессов переаминирования в отдель­ных органах и тканях возникает при развитии в них некрозов (ин­фаркт миокарда, острые гепатиты и панкреатиты, обширные трав­мы мышц). Течение этих заболеваний характеризуется поступлени­ем в кровь тканевых трансаминаз, и по уровню ферментемии мож­но судить как о тяжести заболевания, так и прогнозировать его ис­ход. Так, при обширных поражениях паренхимы печени в ней на­рушаются процессы переаминирования, что, безусловно, отражает­ся на всем межуточном обмене в силу двух причин:

1) значительный удельный вес печени в общем объеме пере­аминирования;

2) в печени процессы переаминирования (в частности, с а-ке-тоглютаровой кислотой) более всего связаны с процессами дезами­нирования.

Дезаминирование — процесс отщепления аминогруппы от ами­нокислоты с образованием аммиака. Это универсальный процесс обмена аминокислот, определяющий как вступление аминокислот в энергетический обмен, так и образование конечных продуктов. Усиление процессов дезаминирования характерно для голодания (особенно углеводного). За счет белка организм покрывает свои энергетические потребности. Ослабление процессов дезаминирова­ния наблюдается при:

1) нарушении окислительных процессов в тканях, что харак­терно для циркуляторной и тканевой гипоксии, гиповитаминозов С, РР, В₂, поскольку дезаминирование осуществляется окислитель­ным путем;

2) понижении активности аминооксидаз вследствие ослабления синтеза этих ферментов, что может наблюдаться при диффузном поражении гепатоцитов или при белковой недостаточности;

3) выраженной диссимиляции (распаде) белков; при этом от­мечается гипераминоацидемия, несмотря на интенсивность деза­минирования.

Ослабление процессов дезаминирования является одним из ранних признаков белкового голодания и проявляется ослаблением мочевинообразования, гипераминоацидемией, аминоанидурией и нарушением конечного этапа белкового обмена.

Декарбоксилирование — процесс отщепления карбоксильной груп­пы от молекулы органических кислот, в том числе аминокислот, с об­разованием двуокиси углерода. Осуществляется специфическими фер­ментами — декарбоксилазами в комплексе с коферментом фосфопири-доксалем. В результате декарбоксилирования аминокислот образуются биогенные (протеиногенные) амины: «гистидин — гистамин», «тиро­зин — тирамин», «ДОФА — тирамин», «5-гидрокситриптофан — се-ротонин», «глютаминовая кислота — а-аминомасляная кислота».

В обычных условиях декарбоксилирование аминокислот не яв­ляется основным путем их превращения. Образующиеся в малых количествах биогенные амины связываются белками и при участии соответствующих оксидаз подвергаются окислению с образованием альдегидов и аммиака.

Избыточное накопление в тканях и крови биогенных аминов, оказывающих токсическое влияние на организм, отмечается при повышении активности декарбоксилаз, нарушении связывания аминов белками и ингибировании ферментов оксидазного дей­ствия. Факторами, способствующими накоплению биогенных ами­нов, являются гипоксия и деструкция тканей. Например, при забо­леваниях почек (нефросклероз) в крови увеличивается содержание тирамина (в белках почек выявлено относительно высокое содер­жание тирозина), который участвует в становлении злокачествен­ной гипертензии. При анафилактическом и гемотрансфузионном шоках повышено содержание серотонина как за счет усиления про­цесса декарбоксилирования, так и выделения из клеток-мишеней.

При гипоксии, ишемии и деструкции тканей (мышцы, кожа, печень, легкие), белки которых содержат относительно большое ко­личество гистидина, в них усиливается декарбоксилирование, что сопровождается увеличением содержания гистамина в пораженных тканях и крови. Гистамин повышает проницаемость сосудов и сни­жает сосудистый тонус. Гипоксия циркуляторного или тканевого типа существенно усиливает декарбоксилирование гистидина, обус­ловливая длительное повышение концентрации гистамина в тка­нях, способствующего развитию в них склеротических и цирротических процессов (пневмосклероз, цирроз печени и т.д.).

Таким образом, нарушение межуточного обмена аминокислот в виде преобладания реакций декарбоксилирования над реакциями окис­лительного дезаминирования обусловливает накопление протеиноген-ных аминов и их патогенное действие на различные органы и системы.