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 аминои кетокислотами без выделения аммиака при участии трансаминаз.

Переаминирование играет важнейшую роль в обмене азотистых соединений; служит основным путем биосинтеза и распада аминокислот. Нарушение переаминирования может быть обусловлено:

• • недостатком витамина В6. Как известно, фосфорилированная форма этого витамина — фосфопиридоксаль — является активной группой трансаминаз. Фосфопиридоксаль осуществляет непосредственный перенос аминогрупп на соответствующую кетокислоту;
• • нарушением соотношения субстратов, участвующих в переаминировании. 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 патогенезе коматозного состояния, развивающегося при печеночной недостаточности, важнейшую роль играет блокада цикла Кребса в нейронах коры головного мозга за счет усиления реакции переаминирования с кетокислотами;
• • угнетение активности самих трансаминаз вследствие нарушения синтеза их белковой структуры, особенно при белковом голодании, что заметно снижает интенсивность процессов переаминирования (например, аланина с а-кетоглутаровой 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 повышение его концентрации 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 как судить 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:

• • значительный удельный вес печени в общем объеме переаминирования;
• • в печени процессы переаминирования 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 нарушении окислительных процессов в тканях, что характерно для циркуляторной и тканевой гипоксии, гиповитаминозов С, РР, В₂, поскольку дезаминирование осуществляется окислительным путем;
• • понижении активности аминооксидаз вследствие ослабления синтеза этих ферментов, что может наблюдаться при диффузном поражении гепатоцитов или при белковой недостаточности;
• • выраженном 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, аминоацидурией 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 фосфопиридоксалем. В результате декарбоксилирования аминокислот образуются биогенные амины: «гистидин — гистамин», «тирозин — тирамин», «ДОФА — тирамин», «5-гидрокситриптофан — серотонин», «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, служат 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 протеиногенных аминов и их патогенное действие на различные органы и системы.