VIOLĂRI ALE SCHIMBULUI DE PROTEINE
Proteinismul ocupă un loc special în diversele transformări ale substanțelor caracteristice tuturor organismelor vii. Semnificația biologică a proteinelor este determinată de funcțiile lor diverse. Proteinele determină micro- și macrostructura formelor, celulelor, organelor și întregului organism sub-celular individual, adică efectuați o funcție din plastic. Metabolismul proteinelor asigură continuitatea reproducerii și reînnoirii organismelor proteice ale organismului. Engels a caracterizat proteinele ca purtător material al vieții și a subliniat dinamismul metabolismului proteinelor. El a scris: "Viața este o modalitate de existență a corpurilor de proteine, iar acest mod de existență constă în mod esențial în auto-reînnoirea de sine a constituenților chimici ai acestor corpuri".
În plus față de rolul plastic, proteinele efectuează o activitate unică, funcțională, catalitic. Această funcție nu este înzestrată cu carbohidrați sau grăsimi.
Proteinele (respectiv, produsele hidrolizei lor - aminoacizi) au un rol direct în biosinteza hormonilor, a substanțelor biologic active și a mediatorilor. Acestea includ statine liberiny si hipotalamus, insulina, angiotensina, kininele, histamina, serotonina, etc. In ultimii ani, devin peptide cunoscute care reduc sensibilitatea la durere -. Endorfinele.
Proteinele (în special albuminele) susțin tensiunea arterială oncotică. Fiind coloizi hidrofilici, ele leagă o anumită cantitate de apă și o țin în sânge.
Proteinele participă la un sistem complex de reglementare a homeostaziei. Ei mențin pH-ul sângelui, reprezentând așa-numitul tampon proteic.
Principalul rol în procesele de contracție și relaxare a mușchilor este realizat de proteine actinice și myosin specifice ale țesutului muscular. Funcția contractilă este inerentă nu numai proteinelor musculare, ci și proteinelor unui număr de structuri subcelulare, care asigură cele mai bune procese ale activității vitale a celulelor.
Principala funcție de protecție în organism este sistemul imunitar, care asigură sinteza proteinelor protectoare specifice - imunoglobuline. Ca un alt exemplu de rol de protecție, participarea unui număr de proteine din sânge în procesul de coagulare,
Proteinele îndeplinesc o funcție de transport: ele se combină cu diverse substanțe (hormoni, vitamine, grăsimi, cupru, fier etc.), asigurându-le livrarea țesuturilor țintă.
În anumite condiții, de exemplu, postul, diabetul, proteinele pot fi folosite ca material energetic.
Astfel, metabolismul proteinelor coordonează, reglează și integrează procesele metabolice în organism, subordonându-le conservării speciei, continuitatea vieții. Starea metabolismului proteic este determinată de o varietate de factori exogeni și endogeni. Orice deviere de la starea fiziologică normală a organismului se reflectă în metabolismul proteinelor. Prin urmare, cunoașterea tiparelor acestor modificări într-un proces patologic specific este importantă pentru o înțelegere corectă a mecanismelor bolii și alegerea tacticii măsurilor terapeutice.
Proteinismul asigură continuitatea reproducerii și reînnoirii proteinelor corpului. Se arată că, în medie, la jumătate de săptămână, jumătate din componentele proteice ale corpului uman sunt complet reînnoite prin dezintegrare și resinteză. În același timp, rata totală de sinteză a proteinelor în organism într-un echilibru de stare de azot atinge 500 g pe zi, adică aproape în. De 5 ori consumul mediu cu alimente. În mod natural, un astfel de rezultat poate fi obținut numai prin reutilizarea precursorilor de aminoacizi și a produselor de dezintegrare a proteinelor. Proteinele organelor și țesuturilor necesită o actualizare constantă. În cele din urmă, animalele nu au nevoie de proteine ca atare, ci de anumiți aminoacizi care se eliberează în timpul hidrolizei. Se știe că la copii o lipsă prelungită de histidină duce la o încălcare a formării hemoglobinei la apariția eczemelor. Deficiența argininei de bază a aminoacizilor nu afectează creșterea normală, dar poate duce la o încălcare a spermatogenezei.
Cerințele pentru anumiți aminoacizi sunt semnificativ afectați de compoziția amestecului total de aminoacizi produse de organism; de exemplu, nevoia de fenilalanină și metionină este redusă semnificativ atunci când furnizează tirozină și cisteină suficientă, deoarece fenilalanină este convertit în organism în aminoacizi neesențiali tirozină și metionină este metabolizat pentru a forma o cisteină aminoacid neesențial. Dacă în experiment, șobolanii tineri primesc numai cantități minime de aminoacizi esențiali, stimulul surprinzătoare pentru creșterea animalelor este introducerea în dietă a anumitor aminoacizi esențiali, de exemplu, acid glutamic și arginină. În același timp, introducerea unor cantități mari de alți aminoacizi, în special glicina, în dietă poate duce la o încetinire semnificativă a creșterii. Pentru sinteza optimă a proteinelor, este necesar un amestec echilibrat de aminoacizi.
În centrul dezvoltării unui număr de stări patologice în organism sunt încălcări ale echilibrului dinamic al celor două faze ale metabolismului: anabolism și catabolism structurilor proteice. modificări patologice pot să apară faza anabolică din cauza defectelor incalcarile codului genetic și etapele individuale ale biosintezei proteinelor: Replicarea, transcripție, translație și modificări posttranslaționale ale moleculelor. Cel mai adesea, consecința unor astfel de încălcări este deficitul uneia sau mai multor proteine, care, în funcție de semnificația lor funcțională, conduc la dezvoltarea diferitelor manifestări clinice. De exemplu, activitatea de sinteză a proteinelor de diabet zaharat de ribozomi scade, ceea ce aparent este asociat cu tulburări în procesul de inițiere. Se constată că unele tipuri de anemie umană ereditară - talasemie - se caracterizează prin încălcarea procesului de traducere ARNm-ul sau lipsa factorilor de translație a proteinelor. Există dovezi că atașarea ARNm ribozomilor, precum și procesul de translocație poate fi inhibată prin toxina difterica. Un număr de antibiotice antibacteriene utilizate pe scară largă care inhibă atașarea aminoacil-ARNm în toate stadiile de translație pot fi, de asemenea, atribuite inhibitorilor de inițiere. Acestea includ tetraciclină antibiotice, antibiotice aminoglicozide (streptomicina, neomicina, kanamicina, si altele.). Formarea aminoacil-ARNt și medicamentele proteice pot fi suprimate acid salicilic. Se arată că aflatoxine - deșeuri de ciuperci Aspergillusflavus, inhibă sinteza ADN și mitoza celulelor. S-a stabilit că unele antibiotice (rifamicine, rifampicină) distrug sinteza matricei de ARN, suprimând activitatea ARN polimerazei dependente de ADN.
În cele mai multe cazuri nu se poate vorbi de încălcări izolate ale fazei anabolice a metabolismului proteic, deoarece acestea vor combina cu catabolism afectata. Acest lucru se observă în general și foametea proteinelor, deficitul de aminoacizi esențiali individuali, modificări în secvența aminoacizilor, deoarece sinteza proteinelor este supusă legii "totul sau nimic". Dezechilibrul pronunțat al proceselor de sinteză și descompunere a proteinelor are loc atunci când există o încălcare a reglementării hormonale și a efectelor sistemului nervos central.
Tulburările genetice provocate de structură și, în consecință, de proprietățile proteinelor sunt, în esență, un grup de boli ereditare monogene. Ea apare ca urmare a mutațiilor punctuale ale genelor structurale și de reglementare și este transmisă în generații în conformitate cu legile lui Mendel.
Manifestările fenotypice ale acestor boli se datorează proprietăților funcționale ale proteinelor, afinității lor la organe și țesuturi, semnificației metabolismului etc. Ar trebui să respingă că defectul genetic primar este o serie de boli monogenice (fibroza chistica, ahondroplazia, distrofie musculară, etc.), până clarificat, dar rolul tulburărilor proteinelor de biosinteza netăgăduit.
Enzimopatiile sunt grupul cel mai studiat și reprezentativ al acestor boli, caracterizat prin insuficiența ereditară a activității catalitice a enzimelor individuale. Acest defect este moștenit, de regulă, de un tip autosomal recesiv. Evenimentele fenotypice se datorează în mare măsură încălcărilor regulilor biochimice ale cursului reacției. Acestea includ un exces de substrat care nu este scalabil de enzima mutantă; lipsa de produs de reacție catalizată de enzima, și, în final, apariția compușilor sunt produse sau cu-funcționale căi metabolice asociate (de exemplu, homogentisuria, albinism, fenilcetonuria).
Uneori simptomele bolii apar sub influența factorilor provocatori. Un exemplu este crizele hemolitice la pacienții cu deficit de glucoză-6-fosfat dehidrogenază în eritrocite atunci când se prescriu medicamente antimalarice și alte medicamente. În unele cazuri, enzimopatii sunt boli grave ale caror simptome apar in copilarie, cum este cazul în retard mintal phenylketonuric.
Alocarea altor grupe de defecte determinate genetic in proteine in plus enzimopaty destul de arbitrar, deoarece una și aceeași proteină poate îndeplini mai multe funcții în organism, inclusiv catalizatorul prin care mediat efect fiziologic. Un exemplu este izolarea într-un grup separat de defecte ereditare în sinteza factorilor de coagulare.
Defectele genetice pot fi, de asemenea, o cauză a încălcării sintezei proteinelor structurale ale corpului. Cel mai adesea acest lucru se datorează modificărilor patologice în structura proteinelor plastice ale țesutului conjunctiv. Defectele biochimice ale proteinei fibrilare - colagenul se combină într-un grup de boli de colagen caracterizat prin polimorfismul manifestărilor clinice. Sindromul adrenogenital congenital este asociat cu inferioritatea determinată genetic a sistemelor enzimatice de steroidogeneză în cortexul suprarenale. Lipsa de enzime (în principal 21-hidroxilază) implicate în biosinteza corticosteroizilor, rezultând o reducere a producției de cortizol și acumularea de sânge în precursorii metabolismului (17-hidroxi-progesteron, progesteron). Dezinhibarea secreției de corticotropină stimulează producerea de androgeni, care au un efect virilizant asupra corpului copiilor. Cu deficit de adâncime 21-hidroxilaza se produce, de asemenea, o scădere bruscă în biosinteza aldosteron, având ca rezultat sindromul de dezvoltare solteryayuschy.
În unele cazuri, disfuncțiile sistemului imunitar sunt asociate cu modificări patologice în genom. Eșecul ereditar al răspunsului imun poate afecta mecanismele specifice ale imunității umorale și celulare. În aceste cazuri, vorbim de imunodeficiențe primare. Pot să apară defecte ereditare factori de protecție nespecifică (fagocitoză, sistem complement și altele.) Așa cum este izolat în exemplele de realizare, în combinație cu defectele de factori specifici apărării imune.
Intensitatea fazelor anabolice și catabolice ale proteinelor din celule, în funcție de starea lor funcțională modifică influențele reglementare natura dezvoltării proceselor patologice. Cunoașterea activității și relațiile dintre aceste faze reprezintă un anumit interes practic. În unele cazuri, o reală oportunitate de a evalua metabolismului proteic în țesuturi și organe apare în studiul proteinelor din sange. Acest lucru se datorează faptului că proteinele sanguine plasmatice sunt sintetizate în celulele diferitelor organe și sisteme în ficat, celulele imune, celulele sistemului fagocitar mononuclear, etc. Procesele patologice și compensatorii din aceste structuri sunt în cele din urmă reflectate în compoziția proteică a plasmei sanguine. Un alt mecanism de schimbare a spectrului de proteine din sânge este ca o violare a integrității proteinelor membranei celulare pot intra în sânge, neobișnuit pentru o compoziție normală de sânge. În acest caz, vorbim despre enzime, determinarea modificărilor de activitate din sânge este de mare valoare de diagnostic si de prognostic. O serie de procese patologice în organe este însoțită de o creștere a activității anumitor enzime din sânge - giperfermentemii. Odată cu dezvoltarea de necroza in organe individuale (infarct miocardic, pancreatita acută și hepatita, otrăvirea CCl4 și colab.) Tisulară datorită distrugerii celulelor transaminazei (aspartat și alaninaminotgrnsferazy) intră în sânge și crește activitatea în astfel de cazuri, este unul dintre testele de diagnosticare.
Relațiile extrem de apropiate există între procesele de biosinteză a proteinelor din ficat și compoziția proteică a plasmei sanguine. Toate albuminele sanguine sunt sintetizate în hepatocite, până la 90% din globulele alfa. În celulele Kupffer se formează până la 50% din beta-globulinele plasmatice. Prin urmare, procesele patologice din ficat (inflamație, distrofie, tumori, ciroză etc.) sunt însoțite de o încălcare a biosintezei proteinelor plasmatice.
Scăderea albuminei se manifestă nu numai în reducerea conținutului acestei fracțiuni în sânge (hipoalbuminemia), dar, de asemenea, afectează cantitatea totală de proteine - se dezvolta hipoproteinemia, dintre care principala consecință este reducerea tensiunii oncotică arteriale și edem. Ar trebui să fie derulată înapoi, care hipoproteinemie poate fi asociată cu activarea proceselor catabolice în infecțiile acute, unele boli endocrine, etc. Deseori, hipoproteinemia asociată cu pierderea de proteine, cum ar fi pierderea de sange, sindromul nefrotic, arsuri, suprafețe extinse ale plagilor in perioada postoperatorie, tumori maligne, leucemie, etc. (vezi figura 1).
Sinteza proteinelor patologice-paraproteine (cu plasmocitomom, macroglobulinemie, crioglobulinemie, etc.)
Sinteza compensatorie a globulinelor care încalcă sinteza albuminei (leziuni cronice difuze ale ficatului)
Sinteza proteinelor protectoare - anticorpi, proteine C-reactive etc. (infecție, imunitate, inflamație)
Transferul proteinelor celulare în sânge
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: