Violazione della sintesi proteica nel corpo. Antibiotici che inibiscono la sintesi proteica sui ribosomi

Le proteine ​​​​di organi e tessuti necessitano di un costante rinnovamento. Le violazioni dell'equilibrio dinamico del catabolismo e dell'anabolismo possono portare allo sviluppo di processi patologici.

La sintesi proteica avviene nel citoplasma delle cellule sui ribosomi. Lo stadio iniziale della sintesi proteica è yavl. attivazione degli amminoacidi sotto l'influenza dell'enzima e dell'ATP con la formazione di aminoaciladenilati. L'amminoacido attivato interagisce con l'RNA di trasferimento, questo complesso viene tirato fino al ribosoma. I ribosomi, a loro volta, entrano in contatto con l'RNA messaggero e, muovendosi lungo la struttura lineare dell'mRNA, includono gli amminoacidi in una certa sequenza. Dopo il completamento della sintesi, la catena polipeptidica viene rimossa dal ribosoma nell'ambiente, assumendo infine una configurazione spaziale tipica di questa specifica proteina. Un gene operatore e un gene regolatore sono coinvolti nella regolazione della sintesi proteica. Il gene regolatore è responsabile della sintesi di un repressore, che è un enzima che inibisce l'attività dei geni strutturali. Il repressore interagisce con il gene operatore, che è parte integrante dei geni strutturali. Il repressore può essere in uno stato attivo o inattivo. Un repressore attivo sopprime il gene operatore e la sintesi proteica sui geni strutturali si interrompe. L'attivatore del repressore può essere una certa concentrazione della proteina nella cellula. Con una mancanza di proteine, il repressore viene inibito e la sintesi proteica nei geni strutturali aumenta. Gli ormoni anabolici, le sostanze cancerogene inibiscono il repressore.

Cause di compromissione della sintesi proteica nella cellula:

1. diminuzione dell'ossigeno nell'aria atmosferica e nel sangue;

2. mancanza di produzione di ATP.

3. contenuto insufficiente di proteine ​​​​e aminoacidi essenziali nel cibo (ad esempio, con una mancanza di triptofano - si sviluppa ipoproteinemia, arginina - diminuzione della spermatogenesi, metionina - sviluppo di infiltrazione grassa del fegato, valina - debolezza muscolare, ritardo della crescita, perdita di peso e si verifica lo sviluppo di cheratosi);

4. mancanza di ormoni anabolici.

5. violazione dell'attività dei geni strutturali (mutazioni) (ad esempio, se la valina è inclusa nella molecola dell'emoglobina invece dell'acido glutammico, si sviluppa l'anemia falciforme);

6. violazioni delle singole fasi della biosintesi proteica: replicazione, trascrizione e traduzione.

7. quando si lega un repressore (ad esempio, quando viene bloccato da agenti cancerogeni, si verifica una sintesi proteica continua);

8. in violazione della regolazione neuroendocrina (ad esempio, quando si tagliano i nervi e la mancanza di ormoni anabolici, la produzione di proteine ​​\u200b\u200bdiminuisce e la sua qualità cambia).

Gli ormoni che regolano il metabolismo delle proteine ​​​​sono suddivisi in anabolico e catabolico. Gli ormoni anabolici includono ormoni somatotropi e gonadotropi della ghiandola pituitaria anteriore, ormoni delle gonadi, insulina. Gli ormoni tiroidei in dosi fisiologiche in un organismo in crescita stimolano la sintesi proteica, la differenziazione morfologica e funzionale dei tessuti. Dosi normali nelle condizioni di un organismo adulto con un'alimentazione proteica sufficiente e potenziata mostrano un effetto catabolico, che non porta a una violazione del bilancio azotato e contribuisce alla rimozione delle proteine ​​​​in eccesso. L'iperproduzione di ormoni tiroidei e glucocorticoidi ha un effetto catabolico.

Oltre all'acquisizione, ci sono difetti ereditari nella biosintesi proteica (alterata formazione di fattori di coagulazione del sangue, emoglobina, proteine ​​​​strutturali nel corpo).

Cause di aumento della disgregazione proteica:

1. eccessiva assunzione di omoni catabolici, che attivano proteinasi intracellulari localizzate nei lisosomi;

2. aumento della permeabilità dei lisosomi sotto l'influenza di tossine batteriche, prodotti di decadimento dei tessuti, acidosi, ipossia e altri fattori, che contribuiscono al rilascio di catepsine e all'aumento dei processi catabolici.

Una storia su una violazione del metabolismo proteico (BO), che dobbiamo conoscere se ci auguriamo il bene e la salute. Ciò che minaccia lo squilibrio della BO nel corpo umano, il ruolo principale del fegato, i metodi di ricerca e il trattamento del metabolismo proteico alterato, su tutto questo in questo momento ...

Perché un uovo di gallina ha una proteina solida attorno al tuorlo? Sì, perché è il componente più importante del pollo. Finché si forma e cresce all'interno di un guscio accogliente, lo utilizzerà tutto e lo ricostruirà per soddisfare le sue esigenze...

Ciao amici! So che la maggior parte dei miei lettori non sono biologi e non specialisti nel campo della fisiopatologia. Pertanto, cercherò di mantenere la mia storia semplice e comprensibile.

Qualche parola di lode

Violazione del metabolismo proteico: il primo nemico sono le malattie digestive

Poiché le proteine ​​ci arrivano con il cibo, il primo fattore di fallimento sarà la mancanza di fattori che scompongono le proteine ​​nello stomaco e nell'intestino:

• poco acido cloridrico, una serie di enzimi digestivi - con gastrite ipocida, atrofia della mucosa gastrica, condizioni cancerose, pancreatite e una serie di altre malattie;
• accelerazione del passaggio del cibo attraverso enterocolite e altre sofferenze che aumentano la peristalsi;
• una diminuzione dell'area utilizzabile per l'assorbimento, dovuta alla resezione di una parte del tratto gastrointestinale (rimozione di un segmento dell'intestino a causa di un tumore, infiammazione della mucosa);
• a causa del fatto che la proteina sottodigerita entra rapidamente nella sezione spessa, la microflora inizia a scomporla, il che non dovrebbe essere normale (il risultato è un processo putrefattivo, la formazione di composti tossici e l'intossicazione generale).

Violazione del metabolismo proteico: digerito - quali sono le prospettive?

Violazione del metabolismo proteico - ritenzione di aminoacidi nel plasma sanguigno. Normalmente rimangono nel flusso sanguigno solo per un breve periodo, per essere veicolati all'organo giusto, che li assorbe per soddisfare le proprie esigenze. Il fegato gioca un ruolo importante in questo. È lei che ne assorbe la maggior parte, meno: muscoli scheletrici, muscolo cardiaco, reni e altri organi.

Con patologie epatiche (epatite, cirrosi) si osserva un eccesso di aminoacidi nei parametri del sangue. Lo squilibrio porta ad un aumento dell'escrezione di proteine, che non è affatto utile per loro, poiché aumenta la densità dell'urina.

Inoltre, con un ritardo nel sangue di vari aminoacidi, possono verificarsi varie patologie nei tessuti del corpo. Ad esempio, a causa di un aumento del livello di tirosina, maligno

I metodi per studiare la composizione proteica del sangue possono indicare con precisione che esistono gravi patologie epatiche.

Il trattamento di tali disturbi, di regola, è molto complicato.

La sintesi proteica è un processo complesso e responsabile. Può essere definita la fase di scambio più importante in qualsiasi essere vivente. Anche un piccolo fallimento può essere fatale. È come in un orologio: se non installi una piccola molla, l'intero meccanismo non funziona.

Darò due fatti eloquenti:

1. La combinazione quantitativa sbagliata di aminoacidi riduce drasticamente la sintesi della proteina desiderata.

1. La completa assenza di almeno uno di essi interrompe completamente la sintesi.

Le ragioni della loro insufficienza sono la fame completa o il cibo difettoso, in cui non esiste una corretta combinazione quantitativa. Ci sono anche altri fattori inibitori. Questi includono, in particolare, violazioni della struttura del DNA responsabile della formazione di molecole proteiche.

• genetico (ereditario);
• esterno, a causa di fattori patogeni.

Nel secondo caso potrebbe essere:

• l'uso di alcuni antibiotici (che è il motivo per cui non dovrebbero essere assunti senza una speciale prescrizione del medico);
• radiazioni ionizzanti (aumento del fondo radioattivo);
• ultravioletto ("sassolino in giardino" da quelli);
• influenza
• alcuni veleni che influenzano i processi BO;
• abuso di farmaci ormonali.

Infine, la sintesi regola il sistema nervoso centrale e le ghiandole endocrine. Poiché sono loro i responsabili della costruzione, dirigendo questo processo attraverso gli enzimi, i fallimenti possono avvenire in due fasi:

• nelle malattie del sistema nervoso centrale e delle parti del cervello deputate alla regolazione del metabolismo;
• con lavoro insufficiente, che non può rispondere adeguatamente ai segnali del SNC.

Le proteine ​​\u200b\u200bin noi vengono costantemente sintetizzate e scomposte e questo processo deve avere una certa velocità. L'accelerazione e la decelerazione o la violazione del metabolismo proteico portano a gravi malattie.

Le loro ragioni possono essere:

• ipovitaminosi (soprattutto vitamina C, acido folico e gruppo B), portano alla ritenzione di metaboliti nel corpo;
• un sintomo di alta temperatura, processi infiammatori, tumori, lesioni, ustioni - portano ad un'accelerazione del decadimento;
• epatite, cirrosi - può portare a un legame alterato di ammoniaca (formazione di urea), che porta a grave avvelenamento, fino al coma;
• fallimenti enzimatici ereditari e acquisiti del legame dell'ammoniaca;
• fame, carenza vitaminica di vitamina E liposolubile, condizioni febbrili, tireotossicosi portano a una mancanza di formazione e ritiro di un altro metabolita - creatinina;
• la giada può causare un ritardo nel corpo dell'urea e di altri prodotti di decadimento azotato.

Oltre a quanto sopra, esistono numerose malattie ereditarie associate all'escrezione di prodotti di decadimento, nonché allo scambio errato di singoli aminoacidi.

L'argomento è ampio, puoi parlare a lungo. Ma riassumerò: non c'è un singolo organo, non un singolo sistema che non soffrirebbe di malattie da guerra biologica. Pertanto, è così importante fare tutto il possibile per rimuovere i fattori provocatori. Sono causati da un catering improprio, una tavola sbilanciata,

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Un'idea generale della violazione del metabolismo proteico può essere ottenuta studiando il bilancio azotato del corpo e dell'ambiente.

Squilibri di azoto

La violazione del bilancio azotato si manifesta sotto forma di un bilancio azotato positivo o negativo.

bilancio azotato positivo - una condizione in cui viene escreto meno azoto dal corpo di quanto non provenga dal cibo. Si osserva durante la crescita del corpo, durante la gravidanza, e anche dopo il digiuno, con eccessiva secrezione di ormoni anabolici (ormone somatotropo, androgeni, ecc.) e quando vengono prescritti a scopo terapeutico.

L'effetto anabolico degli ormoni è quello di migliorare i processi di sintesi proteica rispetto alla sua scomposizione. I seguenti ormoni hanno questo effetto.

ormone della crescita migliora l'ossidazione dei grassi e la mobilizzazione dei grassi neutri e quindi porta a un rilascio sufficiente di energia necessaria per i processi di sintesi proteica.

ormoni sessuali migliorare i processi di sintesi proteica.

Insulina facilita il passaggio degli aminoacidi attraverso le membrane cellulari nelle cellule e quindi promuove la sintesi proteica e indebolisce la gluconeogenesi. Una mancanza di insulina porta ad una diminuzione della sintesi proteica e ad un aumento della gluconeogenesi.

Bilancio azotato negativo - una condizione in cui più azoto viene escreto dal corpo di quanto non provenga dal cibo. Il bilancio azotato negativo si sviluppa durante la fame, la proteinuria, le malattie infettive, le lesioni, le ustioni termiche, le operazioni chirurgiche, con eccessiva secrezione o somministrazione di ormoni catabolici (cortisolo, tiroxina, ecc.).

L'effetto catabolico degli ormoni è quello di migliorare i processi di scomposizione delle proteine ​​rispetto ai processi di sintesi. I seguenti ormoni hanno questo effetto.

tiroxina aumenta il numero di gruppi sulfidrilici attivi nella struttura di alcuni enzimi - le catepsine tissutali vengono attivate e il loro effetto proteolitico viene potenziato. La tiroxina aumenta l'attività delle aminoossidasi - aumenta la deaminazione di alcuni aminoacidi. Con l'ipertiroidismo, i pazienti sviluppano un bilancio azotato negativo e creatinuria.

Con una carenza di ormoni tiroidei, come l'ipotiroidismo, l'insufficienza dell'azione catabolica dell'ormone si manifesta sotto forma di un bilancio azotato positivo e l'accumulo di creatina.

Ormoni glucocorticoidi (cortisolo, ecc.) aumentano la disgregazione delle proteine. Il consumo di proteine ​​aumenta per le esigenze della gluconeogenesi; inoltre rallenta la sintesi proteica.

Il metabolismo delle proteine ​​può essere disturbato in diverse fasi delle trasformazioni delle sostanze proteiche assunte con il cibo. Si possono distinguere le seguenti violazioni:

• 1) al ricevimento, digestione e assorbimento delle proteine ​​​​nel tratto gastrointestinale;
• 2) durante la sintesi e la scomposizione delle proteine ​​nelle cellule e nei tessuti del corpo;
• 3) durante lo scambio intermedio di amminoacidi;
• 4) nelle fasi finali del metabolismo proteico;
• 5) nella composizione proteica del plasma sanguigno.

Violazioni dell'assunzione, della digestione e dell'assorbimento delle proteine ​​​​nel tratto gastrointestinale

Disturbi della secrezione di alcuni enzimi proteolitici tratto gastrico, di regola, non causa gravi disturbi del metabolismo proteico. Pertanto, la completa cessazione della secrezione di pepsina con il succo gastrico non influisce sul grado di disgregazione proteica nell'intestino, ma influisce in modo significativo sulla velocità della sua disgregazione e sulla comparsa dei singoli amminoacidi liberi.

La scissione dei singoli aminoacidi nel tratto gastrointestinale avviene in modo non uniforme. Quindi, la tirosina e il triptofano vengono normalmente separati dalle proteine ​​\u200b\u200bgià presenti nello stomaco e da altri amminoacidi - solo sotto l'azione degli enzimi proteolitici del succo intestinale. La composizione degli aminoacidi nel contenuto dell'intestino all'inizio e alla fine della digestione intestinale è diversa.

Gli amminoacidi possono entrare nel sistema della vena porta in vari rapporti. La relativa carenza anche di un solo amminoacido essenziale ostacola l'intero processo di biosintesi proteica e crea un relativo eccesso di altri amminoacidi con l'accumulo di prodotti metabolici intermedi di questi amminoacidi nel corpo.

Disturbi metabolici simili associati alla scissione ritardata della tirosina e del triptofano si verificano con achilia e resezione subtotale dello stomaco.

Il malassorbimento degli aminoacidi può verificarsi con alterazioni patologiche nella parete dell'intestino tenue, come infiammazione, edema.

Sintesi proteica e disturbi della degradazione

La sintesi proteica avviene all'interno delle cellule. La natura della sintesi dipende dall'insieme genetico dei cromosomi nel nucleo cellulare. Sotto l'influenza di geni specifici per ogni tipo di proteina in ogni organismo, gli enzimi vengono attivati ​​e l'acido ribonucleico informativo (i-RNA) viene sintetizzato nel nucleo cellulare. L'mRNA è un'immagine speculare dell'acido desossiribonucleico (DNA) che si trova nel nucleo di una cellula.

La sintesi proteica avviene nel citoplasma della cellula sui ribosomi. Sotto l'influenza dell'i-RNA, l'RNA messaggero (mRNA) viene sintetizzato sui ribosomi, che è una copia dell'i-RNA e contiene informazioni codificate sul tipo e sulla sequenza degli amminoacidi nella molecola proteica sintetizzata.

Per includere gli amminoacidi in una molecola proteica secondo la matrice (mRNA), è necessaria la loro attivazione. La funzione di attivazione degli amminoacidi è svolta da una frazione di RNA, detta solubile, o di trasporto (t-RNA). L'attivazione degli amminoacidi è accompagnata dalla loro fosforilazione. L'attaccamento di amminoacidi mediante t-RNA a determinati gruppi di nucleotidi di m-RNA viene effettuato mediante la loro defosforilazione dovuta all'energia della guanisina trifosfato. La proteina sintetizzata svolge una funzione specifica nella cellula ovvero viene trasportata dalla cellula e svolge la sua funzione di proteina del sangue, anticorpo, ormone, enzima.

La regolazione della sintesi proteica in una cellula è geneticamente determinata dalla presenza non solo di geni strutturali che controllano la sequenza delle basi nucleotidiche durante la sintesi dell'mRNA, ma anche di geni regolatori aggiuntivi. Almeno altri due geni sono coinvolti nella regolazione della sintesi proteica nella cellula: il gene operatore e il gene regolatore.

Il gene regolatore è responsabile della sintesi di un repressore, che è un enzima e alla fine inibisce l'attività dei geni strutturali e la formazione di mRNA.

Il gene operatore, o gene operante, è direttamente soggetto all'azione di un repressore, che in un caso provoca la repressione, e nell'altro la derepressione: la comparsa della sintesi di un certo numero di enzimi che sintetizzano l'mRNA. Il gene operativo è solidale con i geni strutturali, formando il cosiddetto operone.

Una sostanza repressiva può trovarsi in due stati: attiva e inattiva. Nello stato attivo, il repressore agisce sul gene operativo, interrompe i suoi effetti sui geni strutturali e infine interrompe la sintesi dell'mRNA e la sintesi proteica.

Gli attivatori del repressore sono chiamati corepressori. Possono essere sia una certa concentrazione della proteina regolata, sia fattori formati come risultato dell'azione di questa proteina.

La regolazione della sintesi proteica viene eseguita come segue. Con una mancanza di proteine ​​​​nella cellula, l'effetto del repressore sull'operone si interrompe. La sintesi di i-RNA e m-RNA è aumentata. e la sintesi delle molecole proteiche inizia sui ribosomi. La concentrazione proteica aumenta. Se la proteina sintetizzata non viene metabolizzata abbastanza rapidamente, la sua quantità continua ad aumentare. Una certa concentrazione di questa proteina, o fattori formati sotto la sua azione, può fungere da corepressore di sintesi, attivando il repressore. L'influenza del gene operante sui geni strutturali cessa e alla fine cessa la sintesi proteica. La sua concentrazione diminuisce, ecc.

In violazione della regolazione della sintesi proteica, possono verificarsi condizioni patologiche associate sia a sintesi eccessiva che a sintesi proteica insufficiente.

La sintesi proteica può essere disturbata sotto l'influenza di vari fattori patogeni esterni e interni:

• a) con l'inferiorità della composizione aminoacidica delle proteine;
• b) con mutazioni patologiche di geni associati sia alla comparsa di geni strutturali patogeni sia all'assenza di normali geni regolatori e strutturali;
• c) quando i fattori umorali bloccano gli enzimi che sono responsabili dei processi di repressione e derepressione della sintesi proteica nelle cellule;
• d) in violazione del rapporto tra fattori anabolici e catabolici che regolano la sintesi proteica.

L'assenza anche di un solo amminoacido essenziale nelle cellule blocca la sintesi proteica.

La biosintesi proteica può essere disturbata non solo in assenza di singoli aminoacidi essenziali, ma anche in violazione del rapporto tra il numero di aminoacidi essenziali che entrano nel corpo. La necessità di alcuni aminoacidi essenziali è associata alla loro partecipazione alla sintesi di ormoni, mediatori e sostanze biologicamente attive.

L'assunzione insufficiente di aminoacidi essenziali nel corpo provoca non solo disturbi generali della sintesi proteica, ma interrompe anche selettivamente la sintesi delle singole proteine. La mancanza di un amminoacido essenziale può essere accompagnata dai suoi disturbi caratteristici.

triptofano . Con l'esclusione prolungata dalla dieta, i ratti sviluppano vascolarizzazione corneale e cataratta. Nei bambini, la restrizione del triptofano nel cibo è accompagnata da una diminuzione della concentrazione delle proteine ​​plasmatiche.

Lisina . La mancanza di cibo è accompagnata nelle persone dalla comparsa di nausea, vertigini, mal di testa e aumento della sensibilità al rumore.

Arginina . La mancanza di cibo può portare all'inibizione della spermatogenesi.

Leucina . Il suo eccesso relativo rispetto ad altri aminoacidi essenziali nei ratti inibisce la crescita a causa di una corrispondente compromissione dell'assorbimento dell'isoleucina.

Istidina . La sua carenza è accompagnata da una diminuzione della concentrazione di emoglobina.

Metionina . La sua esclusione dal cibo è accompagnata da degenerazione grassa del fegato, dovuta alla mancanza di gruppi metilici labili per la sintesi della lecitina.

Valina . La sua carenza porta a ritardo della crescita, perdita di peso e sviluppo di cheratosi.

Gli aminoacidi non essenziali influenzano in modo significativo la necessità di aminoacidi essenziali. Ad esempio, la necessità di metionina è determinata dal contenuto di cistina nella dieta. Più cistina nel cibo, meno metionina viene consumata per la sintesi biologica della cistina. Se la velocità di sintesi di un amminoacido non essenziale nel corpo diventa insufficiente, ne aumenta il bisogno.

Alcuni amminoacidi non essenziali diventano insostituibili se non vengono forniti con il cibo, poiché il corpo non può far fronte alla loro rapida sintesi. Pertanto, la mancanza di cistina porta all'inibizione della crescita cellulare anche in presenza di tutti gli altri amminoacidi nel terreno.

Disregolazione della sintesi proteica - anticorpi - può essere osservato in alcune malattie allergiche. Pertanto, nelle cellule immunocompetenti (cellule della serie linfoide) che producono anticorpi, la produzione di autoanticorpi è solitamente repressa. Nel processo di sviluppo embrionale, quando le fasi cambiano (lo stadio del tubo neurale, i fogli mesenchimali), la sintesi degli autoanticorpi viene derepressa. Gli autoanticorpi sono determinati nei tessuti, che sono coinvolti nel riassorbimento dei tessuti delle fasi precedenti dello sviluppo dell'embrione. Questo cambiamento nell'attività del repressore si verifica più volte. In un organismo adulto, la sintesi degli autoanticorpi è repressa. Ad esempio, la sintesi di autoanticorpi contro gli antigeni dei propri eritrociti viene repressa. Se, a seconda del gruppo sanguigno, l'agglutinina A è presente negli eritrociti, allora non ci sono α-agglutinine nel plasma sanguigno, la cui produzione è repressa in modo affidabile. Su questa base è possibile il trapianto di sangue e tessuto ematopoietico (midollo osseo).

Per alcuni tessuti (il cristallino, il tessuto nervoso, i testicoli) la produzione di autoanticorpi non è repressa, ma questi tessuti, per le loro caratteristiche anatomiche e funzionali, sono isolati da cellule immunocompetenti e normalmente non vengono prodotti autoanticorpi. In caso di violazione dell'isolamento anatomico (danno), inizia la produzione di autoanticorpi e si verificano malattie autoallergiche.

Disturbi del metabolismo degli aminoacidi

Disturbi della deaminazione. La deaminazione ossidativa viene effettuata a seguito di successive trasformazioni di amminoacidi nelle reazioni di transaminazione e deaminazione:

Gli amminoacidi con la partecipazione di specifiche transaminasi vengono prima transaminati con acido α-chetoglutarico. Si formano chetoacido e glutammato. Il glutammato sotto l'azione della deidrogenasi subisce deaminazione ossidativa con rilascio di ammoniaca e formazione di α-chetoglutarato. Le reazioni sono reversibili. Pertanto, si formano nuovi amminoacidi. L'inclusione dell'acido a-chetoglutarico nel ciclo di Krebs assicura l'inclusione degli amminoacidi nel metabolismo energetico. La deaminazione ossidativa determina anche la formazione di prodotti finali del metabolismo proteico.

La transaminazione è associata alla formazione di amminozuccheri, porfirine, creatina e deaminazione di amminoacidi. La violazione della transaminazione si verifica con una mancanza di vitamina B6, poiché la sua forma - fosfopiridossale - è un gruppo attivo di transaminasi.

Il rapporto dei substrati di transaminazione determina la direzione della reazione. In violazione della formazione di urea, la transaminazione viene accelerata.

L'indebolimento della deaminazione si verifica con una diminuzione dell'attività degli enzimi - ammina ossidasi e in violazione dei processi ossidativi (ipossia, ipovitaminosi C, PP, B 2).

In violazione della deaminazione degli aminoacidi, l'escrezione di aminoacidi nelle urine (aminoaciduria) aumenta e la formazione di urea diminuisce.

Disturbi della decarbossilazione. La decarbossilazione degli amminoacidi è accompagnata dal rilascio di CO 2 e dalla formazione di ammine biogeniche:

Nel corpo animale solo alcuni amminoacidi subiscono la decarbossilazione con la formazione di ammine biogeniche: istidina (istamina), tirosina (tiramina), 5-idrossitriptofano (serotonina), acido glutammico (acido γ-amminobutirrico) e prodotti di ulteriori trasformazioni della tirosina e cistina: 3,4-diidrossifenilalanina (DOPA, ossitiramina) e acido cisteico (taurina) (Fig. 47).

Le ammine biogeniche mostrano il loro effetto già a basse concentrazioni. L'accumulo di ammine in alte concentrazioni rappresenta un grave pericolo per l'organismo. In condizioni normali, le ammine vengono rapidamente eliminate dall'ammina ossidasi, che le ossida ad aldeidi:

Questa reazione produce ammoniaca libera. L'inattivazione delle ammine si ottiene anche mediante il loro legame alle proteine.

Si verifica l'accumulo di ammine biogeniche nei tessuti e nel sangue e la manifestazione dei loro effetti tossici; con un aumento dell'attività delle decarbossilasi, inibizione dell'attività delle ossidasi e violazione del loro legame con le proteine.

Nei processi patologici accompagnati dall'inibizione della deaminazione ossidativa, la conversione degli amminoacidi in misura maggiore avviene per decarbossilazione con accumulo di ammine biogeniche.

Disturbi metabolici dei singoli aminoacidi. Esistono numerose malattie ereditarie umane associate a difetti congeniti nel metabolismo dei singoli amminoacidi. Questi disturbi del metabolismo degli aminoacidi sono associati a una violazione geneticamente determinata della sintesi di gruppi proteici di enzimi che convertono gli aminoacidi (Tabella 24).

Disturbi del metabolismo della fenilalanina (fenilchetonuria) . La causa della malattia è la mancanza di un enzima - fenilalanina idrossilasi nel fegato, a seguito della quale viene bloccata la conversione della fenilalanina in tirosina (Fig. 48). La concentrazione di fenilalanina nel sangue raggiunge il 20-60 mg% (normalmente circa 1,5 mg%). I suoi prodotti metabolici, in particolare il chetoacido - fenilpiruvato, hanno un effetto tossico sul sistema nervoso. Le cellule nervose della corteccia cerebrale vengono distrutte e sostituite dalla crescita di elementi microgliali. Si sviluppa l'oligofrenia fenilpiruvica. Il fenilpiruvato appare nelle urine e dà un colore verde con tricloruro di ferro. Questa reazione viene eseguita nei neonati e serve per la diagnosi precoce della fenilchetonuria.

Con lo sviluppo della malattia, già all'età di 6 mesi, il bambino presenta segni di insufficiente sviluppo mentale, illuminazione del colore della pelle e dei capelli, eccitazione generale, aumento dei riflessi, aumento del tono muscolare e del metabolismo basale, epilessia, microcefalia , eccetera.

L'alleggerimento del colore della pelle e dei capelli si sviluppa a causa dell'insufficiente produzione di melanina, poiché a causa dell'accumulo di fenilalanina, il metabolismo della tirosina viene bloccato.

Si sviluppa l'insufficienza della sintesi delle catecolamine, il livello di altri aminoacidi liberi nel plasma sanguigno diminuisce. Aumento dell'escrezione di corpi chetonici nelle urine.

L'esclusione della fenilalanina dalla dieta porta ad una diminuzione del contenuto di fenilalanina e dei suoi derivati ​​nel sangue e previene lo sviluppo della fenilchetonuria.

Violazione del metabolismo dell'acido omogentisico (prodotto del metabolismo della tirosina) - alcaptonuria - si verifica quando c'è una mancanza di un enzima - l'ossidasi dell'acido omogentisico (Fig. 49).

In questo caso, l'acido omogentisico non passa nell'acido maleilacetoacetico (l'anello idrochinonico non si rompe). In condizioni normali, l'acido omogentisico non viene rilevato nel sangue. Con carenza di enzimi, l'acido omogentisico appare nel sangue ed è escreto dal corpo nelle urine. C'è un caratteristico oscuramento dell'urina, specialmente in un ambiente alcalino.

La deposizione di derivati ​​​​dell'acido omogentisico nei tessuti provoca la pigmentazione del tessuto connettivo - ocronosi. Il pigmento si deposita nelle cartilagini articolari, nelle cartilagini del naso, nei padiglioni auricolari, nell'endocardio, nei grossi vasi sanguigni, nei reni, nei polmoni e nell'epidermide. L'alcaptonuria spesso accompagna la nefrolitiasi.

Disturbo del metabolismo della tirosina - albinismo . La causa della malattia è la mancanza dell'enzima tirosinasi nei melanociti, cellule che sintetizzano il pigmento melanina (Fig. 50).

In assenza di melanina, la pelle acquisisce un colore bianco latte con pelosità biancastra (albinismo), fotofobia, nistagmo, traslucenza dell'iride, diminuzione dell'acuità visiva. L'esposizione al sole provoca cambiamenti infiammatori della pelle - eritema.

L'albinismo può essere accompagnato da sordità, mutismo, epilessia, polidattilia e oligofrenia. L'intelligenza di tali pazienti è spesso normale.

Disturbi del metabolismo dell'istidina . La mastocitosi è una malattia ereditaria accompagnata da un aumento della proliferazione dei mastociti. La causa della malattia è considerata un aumento dell'attività dell'istidina decarbossilasi, un enzima che catalizza la sintesi dell'istamina. L'istamina si accumula nel fegato, nella milza e in altri organi. La malattia è caratterizzata da lesioni cutanee, disturbi dell'attività cardiaca e funzione del tratto gastrointestinale. C'è un'aumentata escrezione di istamina nelle urine.

Iperaminaciduria . Si verificano quando vi è una violazione del riassorbimento degli aminoacidi nei tubuli renali (iperaminoaciduria renale, come cistinosi, cistinuria) o un aumento della concentrazione di aminoacidi nel sangue (iperaminoaciduria extrarenale, come fenilchetonuria, cistationuria).

cistinosi . Si osserva con un difetto congenito nel riassorbimento di cistina, cisteina e altri amminoacidi non ciclici nei tubuli dei reni. L'escrezione di aminoacidi nelle urine può aumentare di 10 volte. L'escrezione di cistina e cisteina aumenta di 20-30 volte. La cistina si deposita nei reni, nella milza, nella pelle, nel fegato. La cistinosi è accompagnata da glicosuria, ipercaluria, proteinuria e poliuria.

Nella cistinuria l'escrezione di cistina può aumentare fino a 50 volte rispetto alla norma, accompagnata dall'inibizione del riassorbimento di lisina, arginina e ornitina nei tubuli renali^. Il livello di cistina nel sangue non supera la norma. Non sono stati riscontrati disturbi nel metabolismo interstiziale di questi aminoacidi. L'aumento dell'escrezione di aminoacidi può portare a una ridotta sintesi proteica e a una carenza proteica.

Violazioni delle fasi finali del metabolismo proteico

Disturbi dell'urea. I prodotti finali della scomposizione degli amminoacidi sono ammoniaca, urea, CO 2 e H 2 O. L'ammoniaca si forma in tutti i tessuti a seguito della deaminazione degli amminoacidi. L'ammoniaca è tossica; il suo accumulo danneggia il protoplasma delle cellule. Esistono due meccanismi per legare l'ammoniaca e la sua neutralizzazione: l'urea si forma nel fegato e in altri tessuti l'ammoniaca è attaccata all'acido glutammico (amidazione) - si forma la glutammina. In futuro, la glutammina rilascia ammoniaca per la sintesi di nuovi aminoacidi, le cui trasformazioni si completano con la formazione di urea, escreta nelle urine. Di tutto l'azoto nelle urine, l'urea rappresenta il 90% (l'ammoniaca circa il 6%).

La sintesi dell'urea avviene nel fegato nel ciclo citrullina-narginina-nornitina (Fig. 51). Esistono malattie associate a un difetto ereditario degli enzimi dell'urea.

Succinaturia da arginina . Consiste in iperaminoaciduria (acido arginosuccinico) e oligofrenia. Il motivo è un difetto dell'enzima argininosuccinato liasi.

ammoniumemia . La concentrazione di ammoniaca nel sangue è aumentata. Aumento dell'escrezione di glutammina nelle urine. La causa della malattia è il blocco della carbamil fosfato sintetasi e dell'ornitina carbamoil transferasi, che catalizzano il legame dell'ammoniaca e la formazione dell'ornitina nel ciclo dell'urea.

citrullinuria . La concentrazione di citrullina nel sangue può aumentare di 50 volte al di sopra della norma. Fino a 15 g di citrullina vengono escreti nelle urine al giorno. Il motivo è un difetto ereditario dell'arginina succinato sintetasi.

L'attività degli enzimi di sintesi dell'urea è compromessa anche nelle malattie del fegato (epatite, cirrosi congestizia), ipoproteinemia e inibizione della fosforilazione ossidativa. L'ammoniaca si accumula nel sangue e nei tessuti - si sviluppa l'intossicazione da ammoniaca.

Le cellule del sistema nervoso sono più sensibili all'eccesso di ammoniaca. Oltre all'effetto dannoso diretto dell'ammoniaca sulle cellule nervose, l'ammoniaca si lega al glutammato, a seguito della quale viene esclusa dallo scambio. Quando la transaminazione degli aminoacidi con l'acido α-cheto-glutarico è accelerata, non è inclusa nel ciclo di Krebs, l'ossidazione degli acidi piruvico e acetico è limitata e si trasformano in corpi chetonici. Diminuzione del consumo di ossigeno. Si sviluppa un coma.

Disturbi del metabolismo dell'acido urico. Gotta. L'acido urico è il prodotto finale del metabolismo delle aminopurine (adenina e guanina) nell'uomo. Nei rettili e negli uccelli, l'acido urico è il prodotto finale del metabolismo di tutti i composti azotati. Il sangue umano di solito contiene il 4 mg% di acido urico. Con un consumo eccessivo di alimenti ricchi di nucleotidi purinici e aminoacidi, da cui vengono sintetizzate le basi puriniche nel corpo (fegato, reni), aumenta la quantità di acido urico nel corpo. La sua concentrazione aumenta anche con nefrite, leucemia. C'è iperuremia.

A volte l'iperuremia è accompagnata dalla deposizione di sali di acido urico nella cartilagine, nelle guaine dei tendini, nelle notti, nella pelle e nei muscoli, poiché l'acido urico è scarsamente solubile. L'infiammazione si verifica attorno ai depositi di urati cristallini: si crea un albero di granulazione che circonda i tessuti morti, si formano nodi gottosi. L'uremia può essere accompagnata da precipitazione di sali di acido urico nel tratto urinario con formazione di calcoli.

La patogenesi della gotta non è chiara. Si ritiene che la malattia sia ereditaria ed è associata a una violazione dei fattori che mantengono l'acido urico in uno stato solubile. Questi fattori sono associati allo scambio di mucopolisaccaridi e mucoproteine, che costituiscono il centro della cristallizzazione. In violazione della funzionalità epatica (intossicazione), aumenta la deposizione di urati nei tessuti e l'escrezione di urati nelle urine.

Disturbi delle proteine ​​​​del sangue

Ipoproteinemia- una diminuzione della quantità totale di proteine ​​nel sangue, che si verifica principalmente a causa di una diminuzione dell'albumina.

Nel meccanismo dell'ipoproteinemia, i principali fattori patogenetici sono i disturbi ereditari della sintesi delle proteine ​​​​del sangue da loro acquisiti, il rilascio di proteine ​​​​del siero dal flusso sanguigno senza successivo ritorno ai vasi e l'assottigliamento del sangue.

Violazioni della sintesi delle proteine ​​​​del sangue dipendono dall'indebolimento dei processi sintetici nel corpo (fame, alterato assorbimento delle proteine ​​​​alimentari, beriberi, esaurimento del corpo dovuto a intossicazione infettiva prolungata o neoplasie maligne, ecc.).

La sintesi delle proteine ​​del sangue può anche diminuire se la funzione degli organi e dei tessuti che producono queste proteine ​​è compromessa. Nelle malattie del fegato (epatite, cirrosi), il contenuto di albumina, fibrinogeno e protrombina nel plasma sanguigno diminuisce. Esistono difetti ereditari nella sintesi di alcune frazioni proteiche del sangue, ad esempio forme ereditarie: afibrinogenemia e agammaglobulinemia. Una grave carenza della sintesi delle gammaglobuline è associata alla completa assenza di plasmacellule in tutti i tessuti in tali pazienti e ad una significativa diminuzione del numero di linfociti nei linfonodi.

Il rilascio di proteine ​​dal flusso sanguigno visto con:

• a) perdita di sangue, ferite, grandi emorragie;
• b) perdite di plasma, in particolare ustioni;
• c) un aumento della permeabilità della parete capillare, ad esempio, con infiammazione e congestione venosa.

Con estesi processi infiammatori, il contenuto di albumine nel sangue diminuisce a causa del loro rilascio dai vasi nello spazio interstiziale (Fig. 52). Una grande quantità di albumina si trova anche nel liquido ascitico nell'ipertensione portale e nell'insufficienza cardiaca.

L'ipoalbuminemia può verificarsi quando vi è una violazione dei processi di riassorbimento proteico nei reni, ad esempio con la nefrosi.

Con l'ipoproteinemia, a causa di una diminuzione del contenuto di albumina, la pressione sanguigna oncotica diminuisce, causando edema.

Con una diminuzione assoluta della quantità di albumina nel sangue, il legame e il trasporto di cationi (calcio, magnesio), ormoni (tiroxina), bilirubina e altre sostanze vengono interrotti, il che è accompagnato da una serie di disturbi funzionali.

Con una carenza di aptoglobina, una proteina della frazione α 2 -globulina, il legame e il trasporto dell'emoglobina, che viene rilasciato durante l'emolisi fisiologica degli eritrociti, viene interrotto e l'emoglobina viene persa nelle urine.

La caduta della sintesi della globulina antiemofila dalla frazione di β 2 -globuline porta al sanguinamento.

Con una mancanza di transferrina, correlata alle β 1 -globuline, il trasferimento del ferro è compromesso.

La principale conseguenza dell'ipo o dell'agammaglobulinemia è una diminuzione dell'immunità dovuta alla ridotta produzione di anticorpi (γ-globuline). Allo stesso tempo, non vi è alcuna reazione ai trapianti omologhi (non si formano anticorpi contro il tessuto estraneo ed è possibile il suo attecchimento).

Iperproteinemia. Più spesso, l'iperproteinemia relativa si sviluppa con un aumento della concentrazione di proteine ​​​​nel sangue, sebbene il loro numero assoluto non aumenti. Questa condizione si verifica quando il sangue si ispessisce a causa della perdita di acqua dal corpo.

L'iperproteinemia assoluta è solitamente associata all'iperglobulinemia. Ad esempio, un aumento del contenuto di γ-globuline è caratteristico delle malattie infettive, quando c'è un'intensa produzione di anticorpi. L'ipergammaglobulinemia può verificarsi come reazione compensatoria alla mancanza di albumina nel sangue. Ad esempio, nelle malattie epatiche croniche (cirrosi), la sintesi dell'albumina è compromessa; la quantità di proteine ​​​​nel sangue non diminuisce, ma aumenta a causa dell'intensa sintesi di γ-globuline. In questo caso si possono formare γ-globuline non specifiche.

La predominanza delle globuline sulle albumine modifica il coefficiente albumina-globulina del sangue nella direzione della sua diminuzione (normalmente è 2-2,5).

In alcuni processi patologici e malattie, la percentuale delle singole frazioni proteiche nel sangue cambia, sebbene il contenuto proteico totale non cambi in modo significativo. Ad esempio, durante l'infiammazione, aumenta la concentrazione della proteina protettiva properdin (dal latino perdere - distruggere). Properdin in combinazione con il complemento ha proprietà battericide. In sua presenza, i batteri e alcuni virus subiscono la lisi. Il contenuto di correctin nel sangue diminuisce con le radiazioni ionizzanti.

Paraproteinemia . Una significativa iperproteinemia (fino al 12-15% o più di proteine ​​​​nel sangue) si nota quando compare un gran numero di globuline anormali. Un tipico esempio di cambiamento nella sintesi delle globuline è il mieloma (plasmocitoma). Il mieloma è un tipo di leucemia (reticolosi paraproteinemica).

Nel γ-mieloma, le globuline anormali sono sintetizzate da cloni tumorali di plasmacellule che entrano nel sangue periferico, rappresentando il 60% o più del numero totale di leucociti. La proteina patologica del mieloma non ha la proprietà degli anticorpi. Ha un basso peso molecolare, passa attraverso il filtro renale, si deposita nei reni, contribuendo allo sviluppo dell'insufficienza renale nell'80% dei casi. Con il mieloma, il ROE è bruscamente accelerato (60-80 mm all'ora) a causa della predominanza delle globuline sulle albumine.

Esiste una malattia della macroglobulinemia di Waldenström, caratterizzata da proliferazione simile a un tumore delle cellule linfoidi e aumento della produzione di macroglobuline con un peso molecolare superiore a 1.000.000 Le macroglobuline si avvicinano alle globuline del gruppo M (JqM); normalmente non sono più dello 0,12%. Con la malattia descritta, il loro contenuto raggiunge l'80% della quantità totale di proteine ​​​​nel plasma, la viscosità del sangue aumenta di 10-12 volte, il che rende difficile il funzionamento del cuore.

I disturbi metabolici in una varietà di malattie possono essere accompagnati dalla comparsa di proteine ​​\u200b\u200bcompletamente nuove nel sangue. Ad esempio, nella fase acuta dei reumatismi, con infezioni da streptococco, pneumococco, infarto miocardico, nel siero del sangue è stata trovata una proteina C-reattiva (si chiama C-reattiva perché dà una reazione di precipitazione con il polisaccaride C pneumococcico). La proteina C-reattiva durante l'elettroforesi si sposta tra α- e β-globuline; non si applica agli anticorpi. Apparentemente, il suo aspetto riflette la reazione del sistema reticoloendoteliale ai prodotti della rottura dei tessuti.

La crioglobulina appartiene anche a un'insolita proteina del sangue, che si muove con le γ-globuline in un campo elettrico. La crioglobulina è in grado di precipitare a temperature inferiori a 37°C. Appare con mieloma, nefrosi, cirrosi epatica, leucociti e altre malattie. La presenza di crioglobulina nel sangue dei pazienti è pericolosa, poiché con un forte raffreddamento locale precipita la proteina, che contribuisce alla formazione di coaguli di sangue e necrosi tissutale.

La terza forma di disturbi del metabolismo proteico è la disproteinosi, cioè condizioni in cui la formazione di proteine ​​non è potenziata o indebolita, ma pervertita. Queste situazioni sono estremamente varie. Questi includono, ad esempio, varie forme emoglobinosi,- processi patologici basati sulla presenza nel sangue di una o più emoglobine anomale, cioè emoglobine la cui sintesi è anormale, con conseguente formazione di una proteina specifica con proprietà del tutto nuove (ridotto tropismo per l'ossigeno, ridotta solubilità, ecc.) .

Disproteinosi di grande significato clinico è amiloidosi.

Questo processo patologico è una delle forme di disturbi del metabolismo proteico, in cui una sostanza speciale si deposita nelle fessure interstiziali, lungo i vasi e nelle loro pareti, vicino alle membrane degli organi ghiandolari - amiloide, di natura proteico-polisaccaridica. L'amiloide interrompe bruscamente la funzione degli organi nel luogo della sua deposizione e può portare non solo al verificarsi di gravi disturbi nel corpo associati alla patologia di questi organi, ma anche alla morte di quest'ultimo.

L'amiloidosi è abbastanza diffusa. Oltre ai meno comuni amiloidosi primaria(il motivo non è chiaro) forme ereditarie di questo processo patologico e amiloidosi senile, che è il risultato di cambiamenti legati all'età nelle persone di anni molto avanzati, c'è amiloidosi secondaria, che è una conseguenza delle malattie infiammatorie a lungo termine La frequenza dell'amiloidosi secondaria è andata progressivamente aumentando negli ultimi decenni.

Per la prima volta, i cambiamenti d'organo nell'amiloidosi furono descritti nel 1844 dall'eminente patologo viennese Karl Rokitansky, che chiamò questo processo patologico grassa rinascita, sottolineando così che con esso la struttura di molti organi interni subisce cambiamenti grossolani. Nel 1858 Rudolf Virchow isolò questa malattia in una forma nosologica indipendente e introdusse il termine stesso - amiloidosi (dal latino amilum - amido). Nel 1894, N. P. Kravkov stabilì la struttura chimica dell'amiloide, dimostrando che si tratta di una sostanza complessa e complessa, che è una proteina associata a un polisaccaride del tipo condroitin acido solforico.

Amiloidosi secondaria si verifica a causa della presenza nel corpo di malattie infiammatorie croniche (soprattutto suppurative) (osteomielite, tubercolosi cavernosa, sifilide, processi suppurativi cronici nei polmoni, artrite reumatoide, ecc.). Sono anche frequenti i fattori eziologici dell'amiloidosi lebbra malaria, dissenteria cronica. L'amiloidosi stessa si verifica molto tempo dopo l'inizio della malattia di base. IL periodo di latenza l'amiloidosi ha una durata media di 2-4 anni, ma può essere ritardata di decenni. Questo è seguito da un periodo all'inizio del quale prevalgono i sintomi caratteristici del principale processo patologico, e quindi iniziano a comparire disfunzioni dell'organo in cui si deposita l'amiloide in modo particolarmente forte. Questo di solito è preceduto da un pronunciato albuminuria(escrezione proteica nelle urine), che in alcuni casi per lungo tempo è l'unico sintomo della malattia, e quindi questo stadio dell'amiloidosi è chiamato albuminurico.

La fase successiva dell'amiloidosi è caratterizzata dal coinvolgimento del fegato e delle ghiandole surrenali nel processo, che porta allo sviluppo di un progressivo carenza proteica. accompagnato da ipoproteinemia edema, E ipotensione vascolare. Secondo i sintomi indicati, questa fase è chiamata edematoso-ipotonico.

Poi arriva la fase finale del processo, caratterizzata da un aumento insufficienza renale e sviluppo uremia(lo stadio finale dell'insufficienza renale), da cui i pazienti muoiono. Poiché la quantità di azoto residuo nel sangue aumenta notevolmente con l'uremia, viene chiamata la fase terminale dell'amiloidosi Azotemico.

depositato negli organi amiloide rappresenta per la sua composizione chimica glucoproteina, in quale globulina proteica Connesso con mucopolisaccaride - acido condroitin solforico o mucoitin solforico. Nella sua struttura, l'amiloide appare macroscopicamente come una sostanza omogenea, ma ha una struttura submicroscopica, simile a una struttura cristallina. L'amiloide è costituito da fasci di fibrille, che negli esseri umani hanno una lunghezza da 1200 a 5000 nm e una larghezza di 70-140 nm. Le fibrille amiloidi sono ordinate (nacristallino) struttura. Inoltre, nell'amiloide sono state trovate particelle sferiche, che non sono associate alle fibrille.

Per quanto riguarda la patogenesi dell'amiloidosi e i meccanismi di formazione dell'amiloide, in termini più generali, si riducono a quanto segue.

È fermamente stabilito che lo sviluppo dell'amiloidosi si basa sulla disproteinosi. Si ritiene che nelle malattie suppurative croniche la composizione proteica del sangue sia disturbata, a seguito della quale compaiono un gran numero di proteine ​​​​grossolane appartenenti al gruppo delle gammaglobuline. Questo fatto, così come il fatto che l'amiloidosi secondaria è una conseguenza di malattie infettive, suggerisce il coinvolgimento di meccanismi immunologici nella patogenesi di questo processo patologico. Questa idea è confermata anche dal fatto che durante la riproduzione dell'amiloidosi nell'esperimento si osserva una pronunciata proliferazione di elementi del sistema reticoloendoteliale (RES). Numerosi precisi studi immunologici e istochimici hanno dimostrato che le cellule RES subiscono determinate dinamiche durante lo sviluppo dell'amiloidosi. Inizialmente, con uno stimolo antigenico prolungato, si verifica la loro proliferazione e trasformazione in plasmacellule. Le reazioni istochimiche effettuate durante questo periodo mostrano la presenza in queste cellule pironinofilia, indicando un aumento della quantità di RNA in essi. Col tempo, la pironinofilia coincide con la gammaglobulinemia. Questo insieme di modifiche è stadio preamiloide, che, con ulteriore conservazione dello stimolo antigenico, passa nel secondo - stadio amiloide, durante il quale la pironinofilia delle cellule diminuisce, il che indica una diminuzione della quantità di RNA in esse contenuta. ma d'altra parte, il numero di celle che danno PAS - reazione positiva, che rivela i polisaccaridi. Di conseguenza, durante questo periodo, si verifica una maggiore formazione di polisaccaridi nelle plasmacellule. Inoltre, queste cellule iniziano a secernere amiloide, che è un composto insolubile, nei tessuti circostanti. Pertanto, l'amiloide non è un prodotto della combinazione (al di fuori del letto vascolare) delle globuline del sangue che si sono diffuse attraverso la parete vascolare con il componente polisaccaridico, come si pensava in precedenza, ma è secreto in situ dalle plasmacellule. Studi al microscopio elettronico mostrano che l'accumulo di precursore dell'amiloide, le fibrille amiloidi, si verifica nelle cellule RES. All'aumentare del numero di queste fibrille nella cellula, la sua degenerazione si sviluppa con una completa perdita della propria struttura. Inoltre, la membrana cellulare viene lacerata, le fibrille entrano nello spazio intercellulare, dove vengono combinate con la sostanza polisaccaridica secreta dalle stesse cellule, a seguito della quale si forma l'amiloide.

Nell'amiloidosi, gli anticorpi si trovano contro i tessuti dell'organo in cui si deposita l'amiloide. A questo proposito, possiamo assumere la presenza nella patogenesi dell'amiloidosi e autoimmune componente.

Non dobbiamo dimenticare la possibile inclusione nella dinamica dello sviluppo dell'amiloidosi e neurogenico componente. Ciò è dimostrato in modo molto convincente dalle osservazioni fatte nella Leningrado assediata e post-assedio. I dati statistici mostrano che durante il blocco, quando, in primo luogo, c'era una grave fame e, in secondo luogo, uno stato di estrema tensione nervosa, il numero di casi di amiloidosi era minimo. Ma dopo la fine della guerra, le persone che avevano subito il blocco hanno registrato un forte aumento dell'incidenza dell'amiloidosi, che ha superato notevolmente il livello prebellico.

Poiché l'amiloidosi si sviluppa solo in una percentuale relativamente piccola di individui con malattie infiammatorie croniche, non si può escludere un ruolo. ereditario fattore nella sua patogenesi.

Le proteine, insieme agli acidi nucleici, con la partecipazione di cui si formano, sono la base di tutti i processi vitali. Questo è il materiale strutturale più importante necessario per la costruzione delle cellule e della sostanza intercellulare; le proteine ​​​​sono incluse come parte obbligatoria nella composizione di tutti gli enzimi che controllano i processi metabolici; una parte significativa degli ormoni sono anche proteine ​​(polipeptidi). Le proteine ​​svolgono un ruolo importante nel trasporto di lipidi, acidi grassi, ormoni, vitamine, bilirubina non coniugata, oligoelementi e altre sostanze con il flusso sanguigno; con la loro partecipazione vengono eseguite la coagulazione del sangue, le reazioni immunitarie, il mantenimento dell'equilibrio acido-base;

creano la pressione oncotica del plasma sanguigno, che svolge un ruolo importante nell'attuazione dei processi di microcircolazione e scambio idrico. Le proteine ​​​​sono una fonte di energia: con la completa scomposizione e ossidazione di 1 g di proteine, vengono rilasciate 4,1-4,3 kcal di calore, tuttavia questa funzione delle proteine ​​​​è facilmente compensata dall'ossidazione di carboidrati e grassi.

La violazione del metabolismo proteico può verificarsi in varie fasi:

1) durante la scomposizione e l'assimilazione delle proteine ​​alimentari;

2) la loro sintesi e decadimento intracellulare;

3) scambio intermedio di amminoacidi;

4) la formazione dei prodotti finali e la loro escrezione.

12.6.1. Violazione della scomposizione delle proteine ​​​​alimentari e dell'assimilazione degli amminoacidi risultanti

Nello stomaco e nell'intestino, la scissione idrolitica delle proteine ​​​​alimentari in peptidi e amminoacidi avviene sotto l'influenza di enzimi del succo gastrico (pepsina, gastrixina), pancreatico (tripsina, chimotripsina, elastasi e carbossipeptidasi) e intestinale (aminopeptidasi, dipeptidasi). Gli amminoacidi formati durante la scomposizione delle proteine ​​vengono assorbiti dalla parete dell'intestino tenue nel sangue e vengono consumati dalle cellule di vari organi. La violazione di questi processi si verifica nelle malattie dello stomaco (processi infiammatori e ulcerativi, tumori), del pancreas (pancreatite, blocco dei dotti, cancro), dell'intestino tenue (enterite, diarrea, atrofia della mucosa, cattiva digestione e malassorbimento). Interventi chirurgici così estesi come la rimozione dello stomaco o di una parte significativa dell'intestino tenue sono anche accompagnati da una violazione della scomposizione e dell'assorbimento delle proteine ​​\u200b\u200bdel cibo. L'assimilazione delle proteine ​​alimentari è compromessa durante la febbre a causa di una diminuzione della secrezione degli enzimi digestivi.

La mancanza di digestione delle proteine ​​​​alimentari è accompagnata da una carenza di aminoacidi e da una violazione della sintesi delle proprie proteine. La mancanza di proteine ​​alimentari non può essere completamente compensata dall'eccessiva introduzione e assimilazione di qualsiasi altra sostanza, poiché le proteine ​​sono la principale fonte di azoto per l'organismo.

12.6.2. Violazione dei processi di sintesi endogena e scomposizione proteica

La sintesi proteica avviene continuamente nel corpo per tutta la vita, ma viene eseguita più intensamente durante lo sviluppo fetale, nell'infanzia e nell'adolescenza.

Esistono i seguenti tipi di sintesi proteica a seconda del suo scopo:

rigenerazione, associato ai processi di rigenerazione fisiologica e riparativa;

sintesi della crescita, accompagnato da un aumento del peso corporeo e delle dimensioni;

stabilizzante associato alla sostituzione delle proteine ​​​​strutturali perse nel processo di dissimilazione, contribuendo al mantenimento dell'integrità strutturale del corpo;

funzionale, associato all'attività specifica di vari organi (sintesi di emoglobina, proteine ​​plasmatiche, anticorpi, ormoni ed enzimi).

Le cause della compromissione della sintesi proteica sono:

Mancanza di amminoacidi sufficienti;

Mancanza di energia nelle cellule;

Disturbi della regolazione neuroendocrina;

Violazione dei processi di trascrizione o traduzione di informazioni sulla struttura di una proteina codificata nel genoma cellulare.

La causa più comune di ridotta sintesi proteica è mancanza di aminoacidi nel corpo a causa di:

1) disturbi della digestione e dell'assorbimento;

2) ridotto contenuto proteico negli alimenti;

3) alimentazione con proteine ​​incomplete, in cui gli amminoacidi essenziali non sintetizzati nell'organismo sono assenti o presenti in piccole quantità (Tabella 12-7).

Un set completo di amminoacidi essenziali si trova nella maggior parte delle proteine ​​animali, mentre le proteine ​​vegetali potrebbero non contenerne alcuni o non contenerne abbastanza (ad esempio le proteine ​​del mais sono povere di triptofano). Difetto nel corpo almeno uno di amminoacidi essenziali(Tabella 12-8) porta a una diminuzione della sintesi dell'una o dell'altra proteina, anche con un'abbondanza di altre.

Tabella 12-7. Aminoacidi essenziali per l'uomo (secondo I.P. Ashmarin, E.P. Karazeeva, 1997)

Amminoacido	Tasso ottimale approssimativo, g / giorno	Nota
triptofano		Il più carente nei cibi vegetali e nel tessuto connettivo degli animali
Metionina
Isoleucina
fenilalanina
Istidina		Particolarmente importante per i bambini
		Indispensabile per i neonati

Tabella 12-8. Manifestazioni di carenza di aminoacidi essenziali

Istidina	Dermatite, anemia, diminuzione della produzione di istamina, disturbi mentali
Isoleucina	Rene, tiroide, anemia, ipoproteinemia
	Rene, tiroide, ipoproteinemia
Metionina (con cisteina)	Obesità, necrosi epatica, aterogenesi accelerata, insufficienza surrenalica, emorragie renali, carenza di colina e adrenalina
	Anemia, distrofia muscolare, osteoporosi, danni al fegato e ai polmoni, mal di testa, aumento della sensibilità al rumore
Fenilalanina con tirosina	Ipotiroidismo, insufficienza del midollo surrenale
	Violazione della spermatogenesi, ciclo dell'urea

La fine del tavolo. 12-8

Carenza di aminoacidi essenziali nel cibo meno spesso porta a una diminuzione della sintesi proteica, poiché possono essere formati nel corpo da chetoacidi, che sono prodotti del metabolismo di carboidrati, grassi e proteine.

Mancanza di chetoacidi si verifica con diabete mellito, violazione dei processi di deaminazione e transaminazione degli aminoacidi (ipovitaminosi B 6).

Mancanza di fonti di energia si verifica durante l'ipossia, l'azione di fattori di disaccoppiamento, diabete mellito, ipovitaminosi B 1 , carenza di acido nicotinico, ecc. La sintesi proteica è un processo dipendente dall'energia. L'energia dei macroerg ATP e GTP è necessaria per l'attivazione degli amminoacidi e la formazione di legami peptidici (21,9 cal per legame peptidico).

Disturbi della regolazione neuroendocrina della sintesi e degradazione delle proteine. Il sistema nervoso ha un effetto diretto e indiretto sul metabolismo delle proteine. Con la perdita delle influenze nervose, si verifica un disturbo del trofismo cellulare 1. Le violazioni del trofismo nervoso sono un collegamento importante nella patogenesi di qualsiasi malattia. Denervazione dei tessuti cause: cessazione della loro stimolazione a causa di una violazione del rilascio di neurotrasmettitori; violazione della secrezione o dell'azione dei mediatori che assicurano la regolazione del recettore, della membrana e dei processi metabolici; ridotta escrezione e azione dei trofogeni 2 . Conferma del trofico diretto

1 Un complesso di processi che assicurano l'attività vitale della cellula e il mantenimento delle proprietà geneticamente incorporate. Le fibre nervose regolano non solo la circolazione sanguigna nei tessuti innervati, ma anche i processi metabolici, energetici e plastici secondo le esigenze attuali del corpo.

2 I trofogeni sono sostanze prevalentemente di natura proteica che promuovono la crescita, la differenziazione e l'attività vitale delle cellule, nonché la conservazione della loro omeostasi. Si formano nelle cellule degli organi periferici, nel plasma sanguigno; nei neuroni, da dove provengono con l'aiuto del trasporto assonale ai tessuti innervati; Gli ormoni anabolici possono anche agire come trofogeni.

L'influenza del sistema nervoso sul metabolismo delle proteine ​​​​nelle cellule è lo sviluppo di cambiamenti atrofici e degenerativi nei tessuti denervati. È stato stabilito che nei tessuti denervati il ​​processo di degradazione proteica prevale sulla sintesi. L'influenza indiretta del sistema nervoso sul metabolismo delle proteine ​​​​viene effettuata modificando la funzione delle ghiandole endocrine.

L'azione degli ormoni può essere anabolica(aumento della sintesi proteica) e catabolico(aumento della disgregazione proteica nei tessuti).

sintesi proteica aumenti dovuti a:

Insulina (fornisce il trasporto attivo nelle cellule di molti aminoacidi - in particolare valina, leucina, isoleucina; aumenta il tasso di trascrizione del DNA nel nucleo; stimola l'assemblaggio dei ribosomi e la traduzione; inibisce l'uso di aminoacidi nella gluconeogenesi; migliora l'attività mitotica dei tessuti insulino-dipendenti, aumentando la sintesi di DNA e RNA);

Ormone somatotropo (GH; l'effetto di crescita è mediato dalle somatomedine prodotte sotto la sua influenza nel fegato). Un altro nome per le somatomedine - fattori di crescita simili all'insulina - è apparso in relazione alla loro capacità di ridurre i livelli di glucosio nel sangue. Il principale è la somatomedina C, che in tutte le cellule del corpo aumenta il tasso di sintesi proteica. Questo stimola la formazione di cartilagine e tessuto muscolare. I condrociti hanno anche recettori per l'ormone della crescita stesso, il che dimostra il suo effetto diretto sulla cartilagine e sul tessuto osseo;

Ormoni tiroidei in dosi fisiologiche: la triiodotironina, legandosi ai recettori nel nucleo cellulare, agisce sul genoma e provoca un aumento della trascrizione e della traduzione. Di conseguenza, la sintesi proteica viene stimolata in tutte le cellule del corpo. Inoltre, gli ormoni tiroidei stimolano l'azione

Ormoni sessuali che hanno un effetto anabolico dipendente dall'ormone della crescita sulla sintesi proteica; gli androgeni stimolano la formazione di proteine ​​​​negli organi genitali maschili, nei muscoli, nello scheletro, nella pelle e nei suoi derivati, in misura minore - nei reni e nel cervello; l'azione degli estrogeni è diretta principalmente alle ghiandole mammarie e agli organi genitali femminili. Va notato che l'effetto anabolico degli ormoni sessuali non si applica alla sintesi proteica nel fegato.

Disgregazione delle proteine aumenta sotto l'influenza di:

Ormoni tiroidei con la loro produzione aumentata (ipertiroidismo);

Glucagone (riduce l'assorbimento degli aminoacidi e aumenta la scomposizione delle proteine ​​​​nei muscoli; attiva la proteolisi nel fegato e stimola anche la gluconeogenesi e la chetogenesi dagli aminoacidi; inibisce l'effetto anabolico dell'ormone della crescita);

Catecolamine (contribuiscono alla scomposizione delle proteine ​​muscolari con la mobilizzazione degli aminoacidi e il loro utilizzo da parte del fegato);

Glucocorticoidi (aumentano la sintesi delle proteine ​​e degli acidi nucleici nel fegato e aumentano la scomposizione delle proteine ​​nei muscoli, nella pelle, nelle ossa, nel tessuto linfoide e adiposo con il rilascio di aminoacidi e il loro coinvolgimento nella gluconeogenesi. Inoltre, inibiscono il trasporto di amminoacidi nelle cellule muscolari, riducendo la sintesi proteica).

L'azione anabolica degli ormoni si esplica principalmente attivando determinati geni e aumentando la formazione di vari tipi di RNA (informazione, trasporto, ribosomiale), che accelera la sintesi proteica; Il meccanismo dell'azione catabolica degli ormoni è associato ad un aumento dell'attività delle proteinasi tissutali.

Una diminuzione della sintesi di ormoni anabolici, come l'ormone della crescita e gli ormoni tiroidei, durante l'infanzia porta a un ritardo della crescita.

L'inattivazione di alcuni fattori coinvolti nella biosintesi proteica può essere causata da alcuni farmaci (ad esempio antibiotici) e tossine microbiche. È noto che la tossina difterica inibisce l'aggiunta di amminoacidi alla catena polipeptidica sintetizzata; questo effetto è eliminato dal tossoide.

Un effetto stimolante o inibitorio sulla sintesi proteica può essere esercitato da cambiamenti nella concentrazione di vari ioni (principalmente Mg 2 +), una diminuzione o un aumento della forza ionica.

Conseguenze dell'interruzione della sintesi proteica totale

Una diminuzione prolungata e significativa della sintesi proteica porta allo sviluppo di disturbi distrofici e atrofici in vari organi e tessuti a causa dell'insufficiente rinnovamento delle proteine ​​​​strutturali. I processi di rigenerazione rallentano. Nell'infanzia, la crescita, lo sviluppo fisico e mentale sono inibiti.

cravatta. La sintesi di vari enzimi e ormoni (STH, ormoni antidiuretici e tiroidei, insulina, ecc.) Diminuisce, il che porta a endocrinopatie, interruzione di altri tipi di metabolismo (carboidrati, sale marino, basico). Il contenuto di proteine ​​​​nel siero del sangue diminuisce a causa di una diminuzione della loro sintesi negli epatociti. Di conseguenza, la pressione oncotica nel sangue diminuisce, il che contribuisce allo sviluppo dell'edema. La produzione di anticorpi e altre proteine ​​​​protettive diminuisce e, di conseguenza, diminuisce la reattività immunologica del corpo. Nella misura più pronunciata, questi disturbi si verificano a seguito di una violazione a lungo termine dell'assorbimento delle proteine ​​\u200b\u200bdel cibo in varie malattie croniche dell'apparato digerente, nonché con una prolungata fame proteica, soprattutto se combinata con una carenza di grassi e carboidrati. In quest'ultimo caso, aumenta l'uso delle proteine ​​come fonte di energia.

Cause e meccanismo di alterata sintesi delle singole proteine. Nella maggior parte dei casi, questi disturbi sono ereditari. Si basano sull'assenza di RNA messaggero (mRNA) nelle cellule, un modello specifico per la sintesi di una particolare proteina, o su una violazione della sua struttura dovuta a un cambiamento nella struttura del gene su cui è sintetizzato. I disordini genetici, come la sostituzione o la perdita di un nucleotide in un gene strutturale, portano alla sintesi di una proteina alterata, spesso priva di attività biologica.

La formazione di proteine ​​​​anomale può essere causata da deviazioni dalla norma nella struttura dell'mRNA, mutazioni dell'RNA di trasferimento (tRNA), a seguito delle quali è attaccato ad esso un amminoacido inappropriato, che sarà incluso nella catena polipeptidica durante il suo assemblaggio (ad esempio, durante la formazione dell'emoglobina).

Il processo di traduzione è complesso, coinvolge un numero di enzimi e un malfunzionamento di uno di essi può portare al fatto che l'uno o l'altro mRNA non trasmette le informazioni codificate in esso.

La violazione della sintesi delle singole proteine ​​​​enzimatiche o delle proteine ​​​​strutturali è alla base di varie malattie ereditarie (emoglobinosi, albinismo, fenilchetonuria, galattosemia, emofilia e molte altre - vedere la sezione 5.1). La violazione di qualsiasi funzione enzimatica è spesso associata non all'assenza della corrispondente proteina - enzima, ma alla formazione di un prodotto inattivo patologicamente alterato.

Cause, meccanismo e conseguenze dell'aumentata degradazione delle proteine ​​tissutali. Insieme alla sintesi nelle cellule del corpo, le proteine ​​​​vengono costantemente degradate dall'azione delle proteinasi. Il rinnovamento proteico giornaliero in un adulto è l'1-2% della quantità totale di proteine ​​nel corpo ed è associato principalmente alla degradazione delle proteine ​​muscolari, mentre il 75-80% degli aminoacidi rilasciati viene riutilizzato per la sintesi.

bilancio azotato- un indicatore integrale del livello generale del metabolismo proteico, questa è la differenza giornaliera tra l'azoto in entrata e in uscita dal corpo,

In un adulto sano, i processi di scomposizione e sintesi proteica sono bilanciati, ad es. disponibile bilancio azotato. In questo caso la degradazione giornaliera della proteina è di 30-40 g.

Il bilancio dell'azoto può essere positivo o negativo.

Bilancio azotato positivo: l'assunzione di azoto nel corpo supera la sua escrezione, cioè la sintesi proteica prevale sulla sua scomposizione. Si nota durante la rigenerazione dei tessuti, durante il periodo di recupero dopo gravi malattie, durante la gravidanza, durante l'infanzia, con iperproduzione dell'ormone della crescita, con policitemia.

In patologia, la disgregazione proteica può prevalere sulla sintesi e l'azoto entra nel corpo meno di quanto viene escreto. (bilancio azotato negativo).

Le ragioni del bilancio azotato negativo sono: febbre infettiva; lesioni estese, ustioni e infiammazioni; progressiva crescita tumorale maligna, malattie endocrine (diabete mellito, ipertiroidismo, ipercortisolismo); grave stress emotivo; disidratazione, fame di proteine, malattia da radiazioni; ipovitaminosi A, C, B 1, B 2, B 6, PP, carenza di acido folico. Il meccanismo dell'aumento della disgregazione proteica in molte di queste condizioni è l'aumento della produzione di ormoni catabolici.

Il bilancio azotato negativo provoca cambiamenti distrofici negli organi, perdita di peso, nell'infanzia - ritardo della crescita e sviluppo mentale.