Патофизиология белкового обмена

Значение белков для жизнедеятельности организма

Азотистый баланс

Белки — полимеры, состоящие из аминокислот, соединенных в определенной последовательности пептидной связью. Они наиболее важная составная часть живого организма и играют решающую роль во всех процессах и явлениях жизни. Фридрих Энгельс сформулировал широко известное положение: «Жизнь — это способ существования белковых тел». На долю белков приходится не менее 50% сухого веса клетки. Различают простые и сложные белки.

Протеины (греч. protos — первый; синоним — белки простые) — белки, молекулы которых содержат только белковые компоненты и при полном гидролизе распадаются только на аминокислоты.

Протеиды (протеины + греч. eidos вид; синоним — белки сложные) — белки, в молекуле которых, кроме собственно белкового компонента, имеется низкомолекулярный компонент небелковой природы.

Источники белка в питании человека — различные пищевые продукты. Наиболее богаты белками мясо (16—24%), рыба (16—21%), горох (24—27%), соя (32—37%), сыры (20—35%), яйца (11—14%), гречневая крупа (11—14%), хлеб ржаной (7—8%).

Суточная потребность в белке зависит от возраста, характера трудовой деятельности, климатических условий, функционального состояния организма, наличия заболеваний. Так, у детей в возрасте до 3 месяцев она составляет 2,3 г/кг массы тела; от 1 до 3 лет — 0,88 г/кг; от 7 до 12 лет — 0,77 г/кг; от 16 до 19 лет — 0,64 г/кг, а у взрослых — 0,59 г/кг. При беременности во время II и III триместра дополнительно требуется 6 г белка в сутки, а во время лактации — 15 г. Суточная потребность в белке складывается из потребности организма в общем азоте и незаменимых аминокислотах, которые не могут синтезироваться в организме.

Важнейшим критерием пищевой ценности белков является доступность аминокислот. Аминокислоты большинства животных белков полностью высвобождаются в процессе пищеварения и практически полностью всасываются. Исключение составляют белки опорных тканей (коллаген, эластин), которые не атакуются ферментами пищеварительных соков человека.

При растительной диете с калом может выводиться до 20% и более аминокислот. Ограниченная всасываемость аминокислот растительной пищи обусловлена высоким содержанием в ней волокон, наличием специфических ингибиторов пищеварительных ферментов в некоторых продуктах (соя, горох), если эти ингибиторы не инактивируются горячей обработкой пищи.

Другим важнейшим критерием ценности пищевого белка служит его аминокислотный состав. Считается, что, чем выше содержание незаменимых аминокислот и чем полнее их набор в пище, тем выше пищевая ценность белка. Наиболее ценными белками по содержанию незаменимых аминокислот для человека являются белки яиц и грудного молока для ребенка. Они по существу эталонные белки.

Белки составляют структурную основу всех тканей, придают особую пластичность субклеточным элементам и подвергаются постоянному метаболизму. Белки участвуют в процессах водного обмена, удерживая воду в сосудистом русле; транспорте электролитов, углеводных и липидных комплексов. Белки в форме специфических структур обладают ферментативной активностью, служат источником образования ряда гормонов, медиаторов.

Белки принимают участие в энергетическом обмене как путем прямого окисления безазотистых остатков аминокислот, так и в качестве источника углеводов.

Большинство факторов неспецифической резистентности: комплемент, лизоцим, интерферон, пропердин и др., имеет белковую природу и вместе с иммуноглобулинами (сложными белковыми молекулами, образованными несколькими пептидными цепями) и Г-лимфоцитами обеспечивают как неспецифическую, так и специфическую устойчивость организма к действию патогенных факторов.

Белки поддерживают гемостаз, участвуя в гемокоагуляции и фибринолизе. Фибриноген, протромбин, тромбин, антитромбин, проконвертин, антигемофилический глобулин А, тромбопластин, плазминоген, плазмин имеют белковую природу. Белки участвуют в поддержании постоянства pH: они могут связывать кислоты и основания.

Главным показателем белкового обмена является азотистый баланс (синоним — азотистое равновесие).

Азотистый баланс — это разность между количеством азота, который поступает в организм с пищей и количеством азота, выводимого из организма с мочой и калом.^[1]

дится в организм, тем больше азота выводится из организма. Азотистый баланс может быть положительным и отрицательным.

Положительный азотистый баланс — это состояние азотистого обмена, при котором вводимое с пищей количество азота превышает выводимое из организма. В норме положительный азотистый баланс отмечается у растущих организмов и беременных; в патологии — в период реконвалесценции, после длительного голодания, при избыточной секреции инсулина, андрогенов, соматотропина, а также при недостатке тироксина.

Отрицательный азотистый баланс — состояние азотистого обмена, при котором количество азота, выводимого из организма, превышает количество азота, вводимого с пищей. Отрицательный азотистый баланс является следствием потери организмом части собственных белков и наблюдается:

• • при недостаточном поступлении белка с пищей или отсутствием в ней отдельных аминокислот, особенно во время роста организма. Например, потребность в белках у детей в 2—4 раза выше, чем у взрослого;
• • голодании, нарушении усвоения белков в желудочно-кишечном тракте, раневом истощении;
• • нарушении трофической функции нервной системы: денервированные ткани и органы атрофируются;
• • гиперпродукции гормонов, проявляющих катаболические свойства: глюкокортикоиды, тироксин, и снижении продукции анаболических гормонов;
• • повышении активности лизосомальных ферментов, обладающих выраженным протеолитическим действием: катепсины, РНКаза, ДНКаза, химотрипсин и др.;
• • нефротическом синдроме вследствие протеинурии, злокачественных новообразованиях и в постоперационном периоде (хирургическая агрессия, избыток глюкокортикоидов и др.).

Необходимость углубленного изучения нарушений белкового обмена обусловлена рядом аспектов:

• • любой патологический процесс начинается с повреждения клетки, тканей, т. е. белковых структур, составляющих основу жизнедеятельности организма;
• • при любых заболеваниях всегда повышается потребность организма в энергии, источником которой кроме углеводов и жиров становятся белки;
• • патологические процессы, заболевания чаще всего сопровождаются недостаточностью ферментов, которые имеют белковую природу;
• • в условиях патологии нарушается усвоение белков вследствие снижения секреторной активности пищеварительных желез и уменьшения содержания ферментов в желудочном и кишечном соке.

Белковый обмен, обеспечивающий в первую очередь пластическую основу жизнедеятельности, условно можно разделить на четыре этапа:

• 1) гидролиз и усвоение пищевых белков в желудочно-кишечном тракте;
• 2) тканевой метаболизм — ассимиляция и диссимиляция белковых структур в различных клетках и тканях;
• 3) межуточные превращения аминокислот;
• 4) образование и выведение из организма конечных продуктов белкового обмена.

Эти четыре этапа относительно самостоятельны в силу того, что каждый из них связан с функционированием различных органов и физиологических систем и подчиняется разным регуляторным влияниям. В итоге, нарушение каждого этапа приобретает специфическую патофизиологическую динамику и соответствующие клинические проявления конкретной формы патологии белкового обмена.

• [1] взрослого человека азотистый баланс в норме близок к нулю —это азотистое равновесие. У здорового человека, чем больше белка вво-