Наследственные нарушения обмена аминокислот

Важная и проверенная информация на тему: "наследственные нарушения обмена аминокислот" от профессионалов для спортсменов и новичков.

Наследственные нарушения обмена белков и аминокислот.

1. Фенилкетонурия –молекулярная болезнь, связанная с дефектом фермента фенилаланингидроксилазы, превращающей фенилаланин в тирозин. Следствие накопление в крови и моче фенилпирувата, фениллактата и фенилацетата, которые токсичны для клеток мозга. В результате у детей развивается тяжёлое отставание умственного развития (фенилпировиноградная олигофрения).

2. Альбинизм – молекулярная болезнь, связанная с дефектом тирозиназы, в результате нарушено превращение тирозина в диоксифенилаланин (ДОФА) и ДОФА-хинон, что ведёт к нарушению биосинтеза пигмента меланина (пигмента черного цвета).

Характерные признаки:слабая пигментация кожи и волос;

Красные зрачки глаз, так как нет пигментов в радужной оболочке и просвечивают кровеносные сосуды глазного дна.

3. Алкаптонурия– ферментопатия, связанная с дефектом оксидазы гомогентизиновой кислоты. При этой болезни нарушено окисление гомогентизиновой кислоты в тканях, вследствие чего содержание её в жидкостях организма и выделение с мочой повышается. В присутствии кислорода гомогентизиновая кислота полимеризуется с образованием чёрного пигмента – алкаптона.

Симптомы: общая пигментация соединительной ткани (охроноз);

тёмная моча, тёмные пятна на коже.

4. Цистинурия– заболевание, связанное с нарушением процесса реабсорбции в канальцах почек лизина, аргинина, орнитина и цистина. При этом экскреция цистина с мочой в 20 раз превышает норму.

Симптомы: образование цистиновых камней в почечных канальцах, так как цистин слаборастворим.

[3]

5. Болезнь Хартнупа– наследственное заболевание, связанное с дефектом фермента триптофаноксигеназы, в результате чего нарушается синтез НАД +.

Симптомы: дерматит, деменция, диарея – симптомы пеллагры. Так как не синтезируется витамин РР; расстройство психики, отрицательный азотистый баланс.

Нарушение белкового питания, полное или относительное голодание, приводит к усиленному распаду белков организма, снижению количества белков плазмы крови, дегенеративным изменениям печени, анемии, отёкам, нарушению психики.

Особенно чувствительны к недостатку белков дети:

квашиоркор, развивается при кормлении пищей, содержащей мало белков,

маразм — при полном голодании.

Эндокринные нарушения могут приводить к изменению соотношений между ана — и катаболизмом белков. Это проявляется при сахарном диабете, нарушениях функций надпочечников или щитовидной железы.

Усиленный распад белков вызывают эндогенные интоксикации, синдром пролонгированного стресса в послеоперационный период, инфекционные заболевания с лихорадкой, распадом ткани (сепсис, дифтерия, скарлатина, туберкулёз, крупозная пневмония), сахарный диабет, цирроз печени, ожоги, инфаркт миокарда.

Нарушение белкового обмена на стадии усвоения зависит от полноценности функционирования ЖКТ. Нарушение реабсорбции отдельных кислот вызывает аминоацидурию.

Патология межуточного обмена, в частности дезаминирования, вызывает накопление аммиака в организме. Патология декарбоксилирования вызывает накопление биогенных аминов, которые в больших количествах токсичны и вызывают тяжёлые нарушения обмена веществ. Патология переаминирования вызывает нарушения обмена в сердце, печени, мышцах, почках и тромбоцитах.

Вопросы для самоконтроля.

1.Что называют хромопротеинами? Приведите примеры.

2.По каким параметрам отличаются гемоглобин и миоглобин?

3.Охарактеризуйте строение молекул гемоглобина и миоглобина.

4.Какой процесс называют оксигенированием?

5.Чем оксигенирование отличается от окисления?

6.Что влияет на оксигенирование гемоглобина?

7.Какой процесс называют дезоксигенированием?

8.Какие условия необходимы для передачи кислорода миоглобином периферическим тканям организма?

9.Перечислите этапы биосинтеза гема.

10.Какой белок плазмы крови транспортирует гемм?

11.Как распадается в организме экзогенный гемоглобин?

12.Перечислите этапы распада эндогенного гемоглобина.

13.Что называют билирубином? Укажите фракции билирубина.

14.Почему свободный билирубин называют «непрямым»?

15.Какое клиническое значение имеет определение билирубина в сыворотке и моче?

16.Охарактеризуйте механизм и назовите лабораторные показатели паренхиматозной желтухи.

17.Каков механизм и лабораторные показатели обтурационной желтухи?

18.Расскажите механизм и перечислите лабораторные показатели гемолитической желтухи.

19.Какие пути нарушения обмена белков можно указать в организме человека?

20.Перечислите наследственные нарушения обмена отдельных аминокислот в организме человека.

21.К чему приводит нарушение белкового питания?

22.Как влияют эндокринные нарушения на белковый обмен?

23.Какие патологические процессы в организме могут привести к нарушению обмена белков?

24.Какие процессы в организме вызывает нарушение дезаминирования аминокислот?

25.К чему приведёт нарушение процесса декарбоксилирования аминокислот?

26.Какие органы и ткани пострадают от нарушения в организме процесса переаминирования?

Литература В. С. Камышников стр.580 -585

В. К. Кухта стр. 249 – 251, 396 -398.

Разработала преподаватель клинической биохимии С. М. Новикова.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 8995 —

| 7239 — или читать все.

185.189.13.12 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Наследственные нарушения обмена аминокислот.

К наиболее часто встречающимся нарушениям обмена аминокислот относятся: фенилкетонурия (фенилпировиноградная олигофрения), алкаптонурия, альбинизм.

Фенилкеионурия – наследственная аминоацидопатия, сопровождающаяся дефицитом фермента фенилаланин-4-гидроксилазы, что приводит к избыточному на5коплению в крови фенилаланина. Недостаток образования тирозина из фенилаланина приводит к дефициту: меланина (светлые кожа, волосы, глаза), катехоламинов (гипотензия), серотонина (развитие судорог и тремора). Избыток фенилаланина метаболизируется с образованием токисческих продуктов (фенилпировиноградная и фенилмолочная кислоты, фенилацетилглутамин), приводящих к развитию слабоумия.

Читайте так же:  Аргинин норма в сутки

Алкаптонурия – аутосомно-рецессивная болезнь, дефицит оксидазы гомогентизиновой кислоты. Накопление гомогентизиновой кислоты приводит к ее превращению полифенилоксидазой в хиноновые полифенолы, которые выводятся почками (на воздухе такая моча темнеет). Отмечается пигментация склер и ушных раковин, остеохондропатия.

Альбинизм – нарушение образования пигмента меланина из тирозина. Наиболее часто встречается аутосомно-рецессивная форма альбинизма. Носитель полного альбинизма (альбинос) имеет белую кожу и волосы, розово-красные глаза. У них возникают фотодерматит (при действии малых доз солнечного света), дневная слепота и фотофобия (при депигментации сетчатки), первичный гипотиреоз (при дефиците тирозина).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9348 —

| 7297 — или читать все.

185.189.13.12 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.


Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Diplom Consult.ru

Наследственные нарушения обмена аминокислот.

( Ю.И.Барашнев, Ю.Е.Вельтищев, 1978 г.)

1. Наследственные нарушения обмена аминокислот, сопровождаю­щиеся увеличением их концентрации в крови и моче: фенилкетонурия, гистидинемия, триптофанурия, болезнь «кленового сиропа», орнити­немия, цитруллинемия и др. Наследование, в основном, по аутосом­но-рецессивному типу. В основе развития заболеваний лежит наруше­ние синтеза или структуры тех или иных ферментов.

2. Наследственные нарушения обмена аминокислот, сопровождаю­щиеся увеличением их выделения с мочой без изменения уровня в крови: гомоцистинурия, гипофосфатазия, аргиносукцинатацидурия и др. При данных энзимопатиях нарушено обратное всасывание в поч­ках, что приводит к увеличению их содержания в моче.

3. Наследственные нарушения систем транспорта аминокислот: цистинурия, триптофанурия, болезнь Гартнепа и др. К этой группе относятся энзимопатии, развитие которых обусловлено снижением ре­абсорбции аминокислот в почках и кишечнике.

4. Вторичные гипераминоцидурии: синдром Фанкони, фруктозе­мия, галактоземия, болезнь Вильсона-Коновалова и др. При данных состояниях возникает вторичная генерализованная гипераминоациду­рия в результате вторичных тубулярных нарушений.

Фенилкетонурия (фку)

Впервые описана в 1934 г. Folling под названием «фенилпиро­виноградная имбецильность». Тип наследования- аутосомно-рецессив­ный. Частота заболевания составляет 1:10000- 1:20000 новорожден­ных. Пренатальный диагноз возможен при использовании генетических зондов и биопсии ворсин хориона.

[2]

К развитию классической клинической картины при ФКУ приводит недостаточность фенилаланингидроксилазы и недостаточность редук­тазы дигидроптерина- 2-го фермента, обеспечивающего гидроксилиро­вание фенилаланина. Их недостаток приводит к накоплению фенилала­нина (ФА) в жидких средах организма (схема 1). Как известно, ФА относится к незаменимым аминокислотам. Поступающий с продуктами питания и не используемый для синтеза белка, он распадается по тирозиновому пути. При ФКУ наблюдается ограничение превращения ФА в тирозин и, соответственно, ускорение его превращения в фенилпи­ровиноградную кислоту и другие кетоновые кислоты.

Diplom Consult.ru

Наследственные нарушения обмена аминокислот.

( Ю.И.Барашнев, Ю.Е.Вельтищев, 1978 г.)

1. Наследственные нарушения обмена аминокислот, сопровождаю­щиеся увеличением их концентрации в крови и моче: фенилкетонурия, гистидинемия, триптофанурия, болезнь «кленового сиропа», орнити­немия, цитруллинемия и др. Наследование, в основном, по аутосом­но-рецессивному типу. В основе развития заболеваний лежит наруше­ние синтеза или структуры тех или иных ферментов.

2. Наследственные нарушения обмена аминокислот, сопровождаю­щиеся увеличением их выделения с мочой без изменения уровня в крови: гомоцистинурия, гипофосфатазия, аргиносукцинатацидурия и др. При данных энзимопатиях нарушено обратное всасывание в поч­ках, что приводит к увеличению их содержания в моче.

3. Наследственные нарушения систем транспорта аминокислот: цистинурия, триптофанурия, болезнь Гартнепа и др. К этой группе относятся энзимопатии, развитие которых обусловлено снижением ре­абсорбции аминокислот в почках и кишечнике.

4. Вторичные гипераминоцидурии: синдром Фанкони, фруктозе­мия, галактоземия, болезнь Вильсона-Коновалова и др. При данных состояниях возникает вторичная генерализованная гипераминоациду­рия в результате вторичных тубулярных нарушений.

Фенилкетонурия (фку)

Впервые описана в 1934 г. Folling под названием «фенилпиро­виноградная имбецильность». Тип наследования- аутосомно-рецессив­ный. Частота заболевания составляет 1:10000- 1:20000 новорожден­ных. Пренатальный диагноз возможен при использовании генетических зондов и биопсии ворсин хориона.

К развитию классической клинической картины при ФКУ приводит недостаточность фенилаланингидроксилазы и недостаточность редук­тазы дигидроптерина- 2-го фермента, обеспечивающего гидроксилиро­вание фенилаланина. Их недостаток приводит к накоплению фенилала­нина (ФА) в жидких средах организма (схема 1). Как известно, ФА относится к незаменимым аминокислотам. Поступающий с продуктами питания и не используемый для синтеза белка, он распадается по тирозиновому пути. При ФКУ наблюдается ограничение превращения ФА в тирозин и, соответственно, ускорение его превращения в фенилпи­ровиноградную кислоту и другие кетоновые кислоты.

НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА АМИНОКИСЛОТ

Нарушение трансаминирования и окислительного дезаминирования.Процессы трансаминирования и дезаминирования имеют универсальное значение для всех живых организмов и всех аминокислот: трансаминирование приводит к образованию аминокислот, дезаминирование — к их разрушению.

Сущность реакции трансаминирования заключается в обратимом переносе аминогруппы от аминокислоты на а-кетокислоту без промежуточного образования свободного аммиака. Реакция катализируется специфическими ферментами: аминотрансферазами или трансаминазами, кофакторами которых являются фосфорилированные формы пиридоксина (пиридоксальфосфат и пиридок-саминофосфат).

Нарушения реакции трансаминирования могут возникать по нескольким причинам: это прежде всего недостаточность пиридоксина (беременность, подавление сульфаниламидными препаратами кишечной флоры, частично синтезирующей витамин, торможение синтеза пиридоксальфосфата во время лечения фтивазидом). Снижение активности трансаминаз происходит также при ограничении синтеза белков (голодание, тяжелые заболевания печени). Если в отдельных органах возникает некроз (инфаркт миокарда или легких, панкреатит, гепатит и др.), то вследствие разрушения клеток тканевые трансаминазы поступают в кровь и повышение их активности в крови при данной патологии является одним из диагностических тестов. В изменении скорости трансаминирования существенная роль принадлежит нарушению соотношения между субстратами реакции, а также гормонам, особенно гликокортикоидам и гормону щитовидной железы, оказывающим стимулирующее влияние на этот процесс.

Читайте так же:  Ботокс и креатин разница

Угнетение окислительного дезаминирования, приводящее к накоплению неиспользованных аминокислот, может вызвать повышение концентрации аминокислот в крови — гипераминоацидемию. Следствием этого является усиленная экскреция аминокислот почками (аминоацидурия) и изменение соотношения отдельных аминокислот в крови, создающие неблагоприятные условия для синтеза белковых структур. Нарушение дезаминирования возникает при недостатке компонентов, прямо или косвенно участвующих в этой реакции (недостаток пиридоксина, рибофлавина, никотиновой кислоты; гипоксия; белковая недостаточность при голодании).

Нарушения декарбоксилирования.Являясь очень важным, хотя и не универсальным, направлением белкового обмена, декарбоксилирование протекает с образованием CO2 и биогенных аминов. Декарбоксилированию подвергаются только некоторые аминокислоты: гистидин — с образованием гистамина, тирозин — тирамина, 1-глутаминовая кислота — γ-аминомасляной кислоты, 5-гидрокситриптофан — серотонина, производные тирозина (3,4-диоксифенилаланин) и цистина (1-цистеиновая кислота) — соответственно 3,4-диоксифенилэтиламина (дофамин) и таурина.

Биогенные амины, как известно, обладают специфической биологической активностью и увеличение их количества может вызвать ряд патологических явлений в организме. Причиной такого увеличения может быть не только усиление декарбоксилирования соответствующих аминокислот, но и угнетение окисления аминов и нарушение их связывания белками. Так, например, при гипоксических состояниях, ишемии и деструкции тканей (травмы, облучение и др.) ослабляются окислительные процессы, что способствует усилению декарбоксилирования. Появление большого количества биогенных аминов в тканях (особенно гистамина и серотонина) может вызвать значительное нарушение местного кровообращения, повышение проницаемости сосудов и повреждение нервного аппарата.

Наследственные нарушения обмена некоторых аминокислот.Прохождение аминокислот через определенные метаболические пути детерминируется наличием и активностью соответствующих ферментов. Наследственное нарушение синтеза ферментов приводит к тому, что соответствующая аминокислота не включается в метаболизм, а накапливается в организме и появляется в биологических средах: моче, кале, поте, цереброспинальной жидкости. Клиническая картина такого заболевания определяется, во-первых, появлением слишком большого количества вещества, которое должно было метаболизироваться при участии заблокированного фермента, а во-вторых, дефицитом вещества, которое должно было образоваться.

Таких генетически обусловленных нарушений обмена аминокислот известно довольно много; все они наследуются рецессивно. Некоторые из них представлены в табл. 4.

Таблица 4 Наследственные нарушения аминокислот, связанные с отсутствием или низкой активностью ферментов
Аминокислота Фермент Клиническое проявление
Фенилаланин Фенилаланингидроксилаза Фенилкетонурия Фенилпировиноградная олигофрения
Тирозин Оксидаза n-гидроксифенилпировиноградной кислоты Алкаптонурия
Оксидаза гомогентизиновой кислоты Тирозиноз
Тирозиназа Альбинизм
Аргинин Ксантиноксидаза Ксантинурия
Аргининсукциназа Аргининсукцинатурия

Нарушения обмена фенилаланина. Фенилаланин в норме необратимо окисляется в тирозин. Если же в печени нарушается синтез необходимого для этого фермента фенилаланингидроксилазы (схема 14, блок а), то окисление фенилаланина идет по пути образования фенилпировиноградной и фенилмолочной кислот — развивается фенилкетонурия. Однако этот путь обладает малой пропускной способностью и поэтому фенилаланин накапливается в большом количестве в крови, тканях и цереброспинальной жидкости, что в первые же месяцы жизни ведет к тяжелому поражению центральной нервной системы и неизлечимому слабоумию. Из-за недостаточного синтеза тирозина снижается образование меланина, что обусловливает посветление кожи и волос. Кроме того, при увеличенной выработке фенилпировиноградной кислоты тормозится активность фермента (дофамингидроксилазы), необходимого для образования катехоламинов (адреналина, норадреналина). Поэтому тяжесть наследственного заболевания определяется комплексом всех этих нарушений.

Видео (кликните для воспроизведения).

Установить болезнь можно с помощью следующей пробы: при добавлении к свежей моче нескольких капель 5% раствора трихлоруксусного железа появляется оливково-зеленая окраска. Больные погибают в детстве, если не проводится специальное лечение, которое заключается в постоянном, но осторожном (контроль за аминокислотным составом крови) ограничении поступления фенилаланина с пищей.

Тирозин, кроме того, является исходным продуктом для образования красящего вещества кожи и волос — меланина. Если превращение тирозина в меланин уменьшено из-за наследственной недостаточности тирозиназы (см. рис. 14.9, блок д), возникает альбинизм.

Наконец, тирозин является предшественником тироксина. При недостаточном синтезе фермента, катализирующего процесс йодирования тирозина свободным йодом (см. рис. 14.9, блок г), нарушается образование гормонов щитовидной железы.

Нарушения обмена триптофана. Основной путь метаболизма триптофана приводит к синтезу амида никотиновой кислоты, который играет очень важную роль в жизнедеятельности организма, являясь простетической группой ряда окислительных ферментов — никотинамидадениндинук-леотида (НАД) и его восстановленной формы никотинамидаденин-динуклеотидфосфата (НАДФ). Поэтому при недостаточности никотиновой кислоты и ее амида нарушаются многие обменные реакции, а при значительном дефиците этих веществ развивается пеллагра.

Нарушение обмена триптофана может проявиться также в изменении количества образующегося из него серотонина.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Наследственные болезни обмена аминокислот

Этиопатогенез, клинические признаки наследственных ферментопатий, основные методы коррекции. Ферментопатии, обусловленные нарушением синтеза мочевины. Аномалии обмена тирозина и аминокислот, содержащих серу. Основные клинические проявления альбинизма.

Рубрика Медицина
Вид методичка
Язык русский
Дата добавления 18.10.2012
Размер файла 53,9 K
Читайте так же:  Креатин пауэр раш 3000

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Оксидазы гомогентизиновой кислоты;

Дегидрогеназы кетокислот с разветвленной цепью;

Дегидрогеназы изовалериановой кислоты

55. К клиническим проявлениям изовалериановой ацидурии относят:

Задержку умственного развития, ацидоз, исходящий запах сыра или «потных ног» от ребенка.

Клинические проявления с раннего возраста — генерализованные судороги, повышенную возбудимость, отказ от пищи, упорную рвоту, мышечную гипертонию сменяющуюся гипотонией, вялостью, угнетением центральной нервной системы, задержку психомоторного развития;

Гепаторенальный синдром, отставание в физическом и в нервно-психическом развитии;

Задержку психического развития, судорожный синдром, дерматит, депигментацию кожи.

Раздел VII. Альбинизм

Альбинизм встречается в разных популяциях с разной частотой — от 1:5000 до 1:25 000. Наиболее распространенная его форма — глазо-кожный тирозиназонегативный альбинизм, который наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Основными клиническими проявлениями альбинизма в любом возрасте являются отсутствие меланина в клетках кожи (молочно-белый ее цвет), очень светлые волосы, светло-серая или светло-голубая радужная оболочка глаз, красный зрачок, повышенная чувствительность к УФ-облучению (вызывает воспалительные заболевания кожи). У больных на коже отсутствуют какие-либо пигментные пятна, снижена острота зрения. Диагностика заболевания не представляет затруднений.

Тест-контроль к разделу VII

56.Клинические проявления альбинизма обусловлены:

Отсутствием меланина в коже ребенка;

Недостаточностью меланиноподобного пигмента в коже, костях, хрящах, склере и в других органах;

Нарушением формирования миелиновой оболочки вокруг аксонов в ЦНС;

Отложением меланиноподобного пигмента в коже, костях, хрящах, склере и в других органах, а также выделение его с мочой;

Нарушением функции митохондриальной дыхательной цепи и окислительного фосфорилирования.

57.Какие рекомендации необходимо дать ребенку с альбинизмом:

Соблюдать диету с низким содержанием белка;

Принимать витамин В1 в осенне-зимний период;

Уменьшить в рационе количество овощей и фруктов.

Нарушения обмена аминокислот

Нарушение трансаминирования и окислительного дезаминирования. Процессы трансаминирования и дезаминирования имеют универсальное значение для всех живых организмов и всех аминокислот: трансаминирование приводит к образованию аминокислот, дезаминирование — к их разрушению.

Сущность реакции трансаминирования заключается в обратимом переносе аминогруппы от аминокислоты на ?-кетокислоту без промежуточного образования свободного аммиака. Реакция катализируется специфическими ферментами: аминотрансферазами или трансаминазами, кофакторами которых являются фосфорилированные формы пиридоксина (пиридоксальфосфат и пиридоксаминофосфат).

Нарушения реакции трансаминирования могут возникать по нескольким причинам: это, прежде всего недостаточность пиридоксина (беременность, подавление сульфаниламидными препаратами кишечной флоры, частично синтезирующей витамин, торможение синтеза пиридоксальфосфата во время лечения фтивазидом). Снижение активности трансаминаз происходит также при ограничении синтеза белков (голодание, тяжелые заболевания печени). Если в отдельных органах возникает некроз (инфаркт миокарда или легких, панкреатит, гепатит и др.), то вследствие разрушения клеток тканевые трансаминазы поступают в кровь и повышение их активности в крови при данной патологии является одним из диагностических тестов. В изменении скорости трансаминирования существенная роль принадлежит нарушению соотношения между субстратами реакции, а также гормонам, особенно гликокортикоидам и гормону щитовидной железы, оказывающим стимулирующее влияние на этот процесс.

Угнетение окислительного дезаминирования, приводящее к накоплению неиспользованных аминокислот, может вызвать повышение концентрации аминокислот в крови — гипераминоацидемию. Следствием этого являются усиленная экскреция аминокислот почками (аминоацидурия) и изменение соотношения отдельных аминокислот в крови, создающие неблагоприятные условия для синтеза белковых структур. Нарушение дезаминирования возникает при недостатке компонентов, прямо или косвенно участвующих в этой реакции (недостаток пиридоксина, рибофлавина, никотиновой кислоты; гипоксия; белковая недостаточность при голодании).

Нарушения декарбоксилирования. Являясь очень важным, хотя и не универсальным, направлением белкового обмена, декарбоксилирование протекает с образованием СО2 и биогенных аминов. Декарбоксилированию подвергаются только некоторые аминокислоты: гистидин — с образованием гистамина, тирозин — тирамина, 1-глутаминовая кислота — у-аминомасляной кислоты, 5-гидрокси-триптофан — серотонина, производные тирозина (3,4-диоксифени-лаланин) и цистина (1-цистеиновая кислота) — соответственно 3,4-диоксифенилэтиламина (дофамин) и таурина.

Биогенные амины, как известно, обладают специфической биологической активностью, и увеличение их количества может вызвать ряд патологических явлений в организме. Причиной такого увеличения может быть не только усиление декарбоксилирования соответствующих аминокислот, но и угнетение окисления аминов и нарушение их связывания белками. Так, например, при гипоксических состояниях, ишемии и деструкции тканей (травмы, облучение и др.) ослабляются окислительные процессы, что способствует усилению декарбоксилирования. Появление большого количества биогенных аминов в тканях (особенно гистамина и серотонина) может вызвать значительное нарушение местного кровообращения, повышение проницаемости сосудов и повреждение нервного аппарата.

Наследственные нарушения обмена некоторых аминокислот. Прохождение аминокислот через определенные метаболические пути детерминируется наличием и активностью соответствующих ферментов. Наследственное нарушение синтеза ферментов приводит к тому, что соответствующая аминокислота не включается в метаболизм, а накапливается в организме и появляется в биологических средах: моче, кале, поте, цереброспинальной жидкости. Клиническая картина такого заболевания определяется, во-первых, появлением слишком большого количества вещества, которое должно было метаболизироваться при участии заблокированного фермента, а во-вторых, дефицитом вещества, которое должно было образоваться.

Таких генетически обусловленных нарушений обмена аминокислот известно довольно много; все они наследуются рецессивно. Некоторые из них представлены в таблице 1.

Нарушения обмена фенилаланина. Фенилаланин в норме необратимо окисляется в тирозин. Если же в печени нарушается синтез необходимого для этого фермента фенилаланингидроксилазы (см. рис. 1а), то окисление фенилаланина идет по пути образования фенилпировиноградной и фенилмолочной кислот — развивается фенилкетонурия. Однако этот путь обладает малой пропускной способностью, и поэтому фенилаланин накапливается в большом количестве в крови, тканях и цереброспинальной жидкости, что в первые же месяцы жизни ведет к тяжелому поражению центральной нервной системы и неизлечимому слабоумию. Из-за недостаточного синтеза тирозина снижается образование меланина, что обусловливает посветление кожи и волос. Кроме того, при увеличенной выработке фенилпировиноградной кислоты тормозится активность фермента (дофамингидроксилазы), необходимого для образования катехоламинов (адреналина, норадреналина). Поэтому тяжесть наследственного заболевания определяется комплексом всех этих нарушений.

Читайте так же:  Л карнитин при планировании беременности

Установить болезнь можно с помощью следующей пробы: при добавлении к свежей моче нескольких капель 5% раствора трихлоруксусного железа появляется оливково-зеленая окраска. Больные погибают в детстве, если не проводится специальное лечение, которое заключается в постоянном, но осторожном (контроль за аминокислотным составом крови) ограничении поступления фенилаланина с пищей.

Нарушения обмена тирозина. Обмен тирозина осуществляется несколькими путями. При недостаточном превращении образовавшейся из тирозина парагидроксифенилпировиноградной кислоты в гомогентизиновую (рис. 1б) первая, а также тирозин выделяются с мочой. Это нарушение носит название тирозиноза. Если же задержка окисления тирозина происходит в момент превращения гомогентизиновой кислоты в малеилацетоуксусную (рис. 1в), развивается алкаптонурия. Фермент, окисляющий гомогентизиновую кислоту (оксидаза гомогентизиновой кислоты), образуется в печени. В норме он настолько быстро разрывает ее гидрохиноновое кольцо, что кислота «не успевает» появиться в крови, а если и появляется, то быстро выводится почками. При наследственном дефекте этого фермента гомогентизиновая кислота в большом количестве обнаруживается в кровии моче. Моча при стоянии на воздухе, а также при добавлении к ней щелочи становится черной. Это объясняется окислением гомогентизиновой кислоты кислородом воздуха и образованием в ней алкаптона («захватывающий щелочь»). Гомогентизиновая кислота из крови проникает в ткани — хрящевую, сухожилия, связки, внутренний слой стенки аорты, вследствие чего появляются темные пятна в области ушей, носа, щек, на склерах. Иногда развиваются тяжелые изменения в суставах.

Тирозин, кроме того, является исходным продуктом для образования красящего вещества кожи и волос — меланина. Если превращение тирозина в меланин уменьшено из-за наследственной недостаточности тирозиназы (рис. 1д), возникает альбинизм.

Наконец, тирозин является предшественником тироксина. При недостаточном синтезе фермента, катализирующего процесс йодирования тирозина свободным йодом (рис. 1г), нарушается образование гормонов щитовидной железы.

Нарушения обмена триптофана. Основной путь метаболизма триптофана приводит к синтезу амида никотиновой кислоты, который играет очень важную роль в жизнедеятельности организма, являясь простетической группой ряда окислительных ферментов — никотинамидадениндинуклеотида (НАД) и его восстановленной формы никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ). Поэтому при недостаточности никотиновой кислоты и ее амида нарушаются многие обменные реакции, а при значительном дефиците этих веществ развивается пеллагра.

Рис.1. Блокада путей метаболизма фенилаланина и тирозина.

Нарушение обмена триптофана может проявиться также в изменении количества образующегося из него серотонина.

Наследственные нарушения обмена аминокислот

Фенилкетонурия. Термин фенилкетонурия (ФКУ) был введён Пенроузом и Квостелем в 1937 году для обозначения этого заболевания и используется до настоящего времени.

Фенилкетонурия (ФКУ) является наиболее распространенной аминоацидопатией. Частота ФКУ среди новорожденных по данным массового скрининга в различных странах составляет в среднем 1:10000, однако значительно варьирует в зависимости от популяции: от 1:4560 в Ирландии, до 1:100000 в Японии. По Mc Kusick выделяется несколько типов фенилкетонурии:

Фенилкетонурия I типа (классическая ФКУ);

Фенилкетонурия II типа (атипичная ФКУ);

Фенилкетонурия III типа.

Фенилкетонурия I типа.

Фенилкетонурию I типа (классическая форма) впервые описал в 1934 году норвежский биохимик и психиатр А. Феллинг. Лишь спустя 19 лет другой исследователь Джервис (1953) после проведённой серии экспериментов пришёл к раскрытию биохимической основы этого заболевания – блокирование реакции гидроксилирования L-фенилаланина и превращения его в L-тирозин вследствие дефицита фермента фенилаланин — 4 – гидроксилазы (КФ 1.14.16.1)*, который гидроксилирует фенилаланин с образованием тирозина (рис. 4.).

Рис.4.Реакция катализируемая ферментом фенилаланилгидроксилазой (КФ 1.14.16.1), превращение L-фенилаланина в L-тирозин. Кофактором фермента является тетрагидробиоптерин и ионы Fe 2+ .

*Рецессивная мутация гена, расположенного в 12-ой хромосоме, кодирующего фенилаланингидроксилазу, наследуется по аутосомно-рецессивному типу, оба пола поражаются с одинаковой частотой. Заболевание проявляется только у гомозигот.

В связи с тяжестью клинических проявлений и возможностью профилактического лечения ФКУ рекомендована ранняя диагностика этого заболевания среди новорожденных. В настоящее время проба с хлорным железом — FeCl3 (проба Феллинга) используется в виде бумажных тест полосок для обнаружения с первых дней жизни в моче больных детей деривиата фенилаланина (фенилпировиноградной кислоты).

В настоящее время установлено, что фенилгидроксилирующая система у человека представляет собой сложный комплекс, состоящий из нескольких ферментов и коферментов:

1) фенилаланингидроксилаза (КФ 1.14.16.1), локализована в цитозоле клеток, высокая активность в клетках печени, эпидермальных тканях (меланоциты);

2) дигидроптеридинредуктаза (КФ 1.5.1.34);

3) дигидрофолатредуктаза (КФ 1.5.1.3);

4) кофактор: тетрагидроптеридин.

В результате блокирования основного катаболического пути превращения фенилаланина при ФКУ, происходит накопление фенилаланина и продуктов его дезаминирования и окислительного декарбоксилирования (фенилпирувата, фениллактата, фенилацетата) в крови. Высокие уровни фенилаланина в крови при ФКУ в раннем детстве приводит к нарушению процессов миелинизации в ЦНС, что является одним из биохимических факторов приводящих к нарушению умственного развития детей (олигофрении). Метаболиты фенилаланина – фенилпируват, фениллактат обладают токсическим действием на ЦНС.

Читайте так же:  Кровь на витамины и микроэлементы

Ребенок с фенилкетонурией выглядит при рождении здоровым. Отставание в психическом развитии может происходить постепенно и стать очевидным через несколько месяцев. Установлено, что нелеченный ребенок теряет около 50 баллов IQ к концу первого года жизни. Отставание психического развития обычно довольно выражено, и большинство детей нуждаются в социальной помощи. Об актуальности данного заболевания, свидетельствует проблема материнской ФКУ, лишь недавно появившаяся в России. Наблюдается высокая частота умственной отсталости среди потомства женщин, страдающих ФКУ и не получающих диету в зрелом возрасте.

У многих пациентов с фенилкетонурией светлые волосы и голубые глаза, что связано с недостаточностью синтеза меланина из тирозина, образование которого при фенилкетонурии блокировано.

Фенилкетонурия II типа

Впервые атипичная ФКУ была описана Smith I. в 1974 году, а Kaufman S.и др. в 1975 году обнаружили дефицит дигидроптеридинредуктазы при этом состоянии. Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Генный дефект локализуется в коротком плече 4 хромосомы, участке 4р15.3. В результате недостаточности дигидроптеридинредуктазы (КФ 1.5.1.34) нарушается восстановление активной формы тетрагидробиоптерина, участвующего в качестве кофактора в гидроксилировании фенилаланина, тирозина и триптофана. Вследствие этого развиваются метаболические блоки на путях превращения фенилаланина в тирозин, а также образования предшественников нейромедиаторов катехоламинового и серотонинового ряда L-ДОФы и 5-окситриптофана, что подтверждается резким снижением содержания в тканях и жидкостях больного организма (в том числе в мозге и цереброспинальной жидкости) их конечных продуктов — гомованилиновой и 5-оксиндолуксусной кислот.

Фенилкетонурия III типа

Этот вариант болезни впервые описан Kaufman S. и др. в 1978 году. Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу и связано с недостаточностью 6-пирувоилтетрагидроптеринсинтазы, участвующей в процессе синтеза тетрагидробиоптерина из дигидронеоптеринтрифосфата. Ключевую роль в патогенезе играет дефицит тетрагидробиоптерина. Развивающиеся при этом расстройства сходны с нарушениями, наблюдаемыми при ФКУ II.

Диагноз ФКУ устанавливается при обнаружении у новорождённого ребёнка высоких концентраций фенилаланина в крови на 6-10 день после рождения и при положительном результате скринигового теста на фенилпировиноградную кислоту. Во многих странах мира все новорождённые обследуются на ФКУ.

Алкаптонурия. Наследственное заболевание, связанное с расстройством обмена аминокислоты тирозина и экскрецией с мочой большого количества (до 4-8 г/сутки) гомогентизиновой кислоты (2,5-дигидрофенилуксусной кислоты). Дефицит (недостаточность) оксидазы гомогентизиновой кислоты (КФ 1.13.11.5)*, (рис. 5.) приводит к тому, что гомогентизиновая кислота не переходит в другой метаболит – малеилацетоацетат (рис. 6.) и выводится с мочой. Вследствие окисления гомогентизиновой кислоты кислородом воздуха образуются окрашенные пигменты, придающие тёмный цвет мочи больных алкаптонурией.

Рис. 5. Кристаллическая структура человеческой оксидазы гомогентизиновой кислоты (КФ 1.13. 11.5). Фермент является гексамером, содержащим атомы Fe 2+

Рис.6. Реакция, катализируемая ферментом оксидазой гомогентизиновой кислоты (КФ 1.13.11.5) превращение гомогентизиновой кислоты в 4 – малеилацетоацетат. Кофактором фермента являются ионы Fe 2+ .

Впервые это заболевание описал Scribonius в 1584 году. В 1859 году Boedeker H. назвал алкаптоном вещество, содержащееся в моче и обуславливающее потемнение мочи при соприкосновении с кислородом воздухом в результате окисления гомогентизиновой кислоты.

Алкаптонурия распознается сразу после рождения из-за характерного окрашивания пелёнок ребёнка в черный цвет. Кроме этого у этих больных описано повреждение хрящевой ткани с развитием артритов. Алкаптонурия распространена в Доминиканской республике, Чехословакии, Германии, США, Индии.

*Ген оксидазы гомогентизиновой кислоты человека (HGD) локализован на длинном плече 3 хромосомы. У больных алкаптонурией в гене HGD выявлены нуклеотидные замены (missense мутации), сплайсинговые, интронные мутации, инсерции и делеции. Наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Частота заболевания по данным разных авторов колеблется от 1:1000000 до 1:10000000.

Альбинизм. Группа генетических заболеваний, характеризующихся дефицитом или полным отсутствием синтеза пигмента меланина. Обусловлено это заболевание отсутствием каталитической активности фермента тирозиназы (КФ 1.14.18.1), катализирующей три реакции в цепи биосинтеза меланина:

1) гидроксилирование L-тирозина в 3,4-диоксифенилаланин (ДОФА);

2) окисление ДОФА в ДОФА-хинон;

3) окисление 5,6-диоксииндола в индол-5,6-хинон.

Видео (кликните для воспроизведения).

В основе данного заболевания вследствие нарушения биосинтеза меланина лежит врождённое отсутствие пигмента в коже и ее придатках, радужной и пигментной оболочках глаза. Полный альбинизм известен среди всех рас и народов. Несколько чаще альбинизм встречается среди североамериканских негров, индейцев народности Цуни (штат Аризона, США), индейцев Мексики, обитателей Сицилии.

Источники


  1. Зейлигер, М. Л. Материалы для исследования физического развития учащихся в начальных школах г. Петрозаводска. Диссертация на степень доктора медицины / М.Л. Зейлигер. — М.: Типография Штаба Отдельного Корпуса Жандармов, 2013. — 99 c.

  2. Филин, В. П. Воспитание физических качеств у юных спортсменов / В.П. Филин. — М.: Физкультура и спорт, 2013. — 232 c.

  3. Полевая, Мария Золотой ус в лечении сахарного диабета / Мария Полевая. — М.: ИГ «Весь», 2005. — 128 c.
Наследственные нарушения обмена аминокислот
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here