Презентация на тему "Патологическая биохимия обмена белков"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Патологическая биохимия обмена белков

  1

• 
  Слайд 2
  

  Белок — важнейший пластический компонент диеты, незаменимый источник биогенного азота, необходимый для роста и регенерации. В пересчёте на сухой вес белки составляют 44% массы тела. На долю протеинов приходится более половины его органических соединений. Важность белка как пластического компонента доказывается тем, что при хронической белковой недостаточности в питании населения ряда тропических регионов рост и развитие целых народов может замедляться. Известно, что представители многих низкорослых этносов тропической Африки, Азии, Латинской Америки, переселяясь в раннем детстве в развитые страны и следуя диете с достаточной в качественном и количественном отношении поставкой белка, приобретают антропометрические показатели, сходные с таковыми у коренного населения развитых стран. 2

• 
  Слайд 3
  

  Белки — носители чужеродной антигенной информации и должны расщепляться при переваривании, утрачивая антигенность, иначе их неполное расщепление приведет к чрезкишечной сенсибилизации и пищевой аллергии, либо аутоаллергическим эксцессам. Белки — рабочие инструменты, исполняющие генетические программы организма. Они выполняют большое разнообразие метаболических функций и характеризуются целым набором (ферментативная, гормональная, защитная, антитоксическая, сократительная, дыхательная, ростовая, транспортная, структурная и т.д.) 3

• 
  Слайд 4
  

  Основной особенностью белков является их способность распознавать и распознаваться. По классическому расчёту Абдегальденаиз 20 аминокислот возможно получение 2 432 902 008 176 640 000 уникальных полипептидов! На основе распознающей способности сформирована другая важнейшая функция белка — каталитическая. Строго говоря, любому белку присуща рецепторно-сигнальная или энзиматическая роль (а иногда — обе). Все остальные функции являются производными или представляют собой дидактические переименования этих двух. 4

• 
  Слайд 5
  

  Именно белки, выполняя каталитические и распознающие функции (рецепторы), реализуют в виде обмена веществ индивидуальные генетические программы, поэтому, строго говоря, практически, любое наследственное моногенное заболевание опосредуется нарушением структуры и функции какого-то ферментативного, либо распознающего белка, что и лежит в основе любого метаболического блока, даже при наследственных нарушениях, касающихся небелкового метаболизма — например, обмена липидов или углеводов. 5

• 
  Слайд 6

  Азотистый баланс

  Белковый обмен в норме включает большое количество различных реакций и отсюда весьма разнообразные формы его нарушений. Общее представление о нарушениях белкового обмена дает определение азотистого баланса. У здорового взрослого человека количество азотистых веществ, поступающих с пищей, равняется их количеству, выводимому из организма (с мочой и фекалиями). Это - состояние азотистого равновесия и в определенной степени свидетельствует о динамическом единстве анаболических и катаболических процессов. 6

• 
  Слайд 7
  

  В ряде случаев возможно возникновение положительного азотистого баланса, когда азота из организма выводится меньше, чем поступает, и подобное явление свидетельствует об усилении анаболических процессов. В частности, может наблюдаться в молодом растущем организме, после тяжелых истощающих заболеваний, при беременности и при увеличении синтеза ряда гормонов (инсулина, соматотропина, андрогенов и эстрогенов). Положительный азотистый баланс может быть не только в норме (при росте, интенсивной регенерации, лактации и беременности), но и при патологии — полицитемии, крупных доброкачественных опухолях и некоторых злокачественных клональных процессах (если они не сопровождаются значительным синтезом цитокинов-блокаторов анаболизма), а также при гиперсекреции гормона роста. 7

• 
  Слайд 8
  

  В случае, если азота выводится больше, чем его поступает, речь идет об отрицательном азотистом балансе и может наблюдаться при голодании, инфекционных заболеваниях, протеинурии, диарее, ожогах кожи и действии ряда гормонов – глюкокортикоидов, йодтиронинов (последние активируют катепсины и этим самым увеличивают их протеолитическое действие). Это свидетельствует о катаболических процессах. Белки не депонируются в организме. При дефиците белка в диете организм вынужден вовлекать в энергетический метаболизм функциональные протеины, а при избытке пищевого белка дополнительные аминокислоты подвергаются энергетической утилизации. 8

• 
  Слайд 9

  НАРУШЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ПОСТУПЛЕНИЯ БЕЛКА В ОРГАНИЗМ

  Основатель научной диетологии К. Фойтщедро рекомендовал суточную норму в 105 г усвояемого (118 г реального) белка (1881). Характерно, что этот автор ориентировался на исследования диеты немецких семей средней зажиточности. Его более «скаредные» последователи обнаружили, что можно установить азотистое равновесие в организме и на брюквенно-картофельном питании, при существенно меньшем потреблении белка (67 г/сутки — по Р. Читтендену, 1909; и даже 26 г/сутки — согласно адептам вегетарианства, Хиндхедеи соавторами, 1913). Но методической ошибкой этих выкладок было принятие азотистого равновесия за эквивалент здоровья, что неверно. 9

• 
  Слайд 10
  

  Следует учесть, что простое восполнение ежесуточной убыли белка — это лишь физиологический минимум, но не гигиенический оптимум потребности в нём. Так как существуют незаменимые аминокислоты, то, оценивая общую потребность в белке, необходимо следовать принципу лимитирующего минимума. В связи с этим, рекомендуемый минимальный прием белка взрослыми должен быть между 1 и 1,5 г/кг в день, прием в течение нескольких дней менее 0,6 г/кг белка уже вызывает белковую недостаточность. Для лиц, занятых тяжёлым физическим трудом, потребление рекомендуется увеличить до 2 г/кг. У грудных детей и в период полового созревания потребность в белке наивысшая и покрывается при приеме не менее 1,5, а лучше — 2 г/кг веса белков. 10

• 
  Слайд 11
  

  Общий перекорм белками в ветеринарной и педиатрической практике ассоциируется с ускорением темпов индивидуального развития и психомоторного созревания Экспериментально доказано что избыточный приём белков приводит к ускоренному росту и созреванию, но также коррелирует с укорочением общей продолжительности жизни в последующем. Некоторый недостаток белка тормозил развитие, но удлинял продолжительность их жизни Такое впечатление, что преимущественное кормление белками может ускорять ход биологических часов, определяющих протекание онтогенеза. 11

• 
  Слайд 12
  

  Часть принятого избыточного белка расходуется в реакциях глюконеогенеза, увеличивая теплопродукцию, часть задерживается в виде циркулирующих аминокислот. Перекорм белками не ведёт к развитию ожирения. Субъективно при перекорме белками возникает отвращение к белковой пище. При значительном избытке пищевого белка создаётся повышенная функциональная нагрузка на печень и почки, так как имеется необходимость в нейтрализации дополнительного аммиака и выведении мочевины. Однако, старые данные Ньюбургаи соавт. (1925) об индукции гломерулонефрита у животных высокобелковой диетой были опровергнуты (В.В. Воронин, 1948). Длительное поступление избытка белков в организм может приводить к развитию гнилостной диспепсии, дисбактериоза и аутоинтоксикации ароматическими аминами, образуемыми в результате бактериального кишечного расщепления белков. 12

• 
  Слайд 13
  

  Белково-калорическая недостаточность, как форма частичного голодания, известна в двух крайних видах. Эти два вида — квашиоркор и алиментарный маразм. Первый еще именуют несбалансированной, а второй — сбалансированной формой белково-энергетического дефицита. Квашиоркор протекает острее, алиментарный маразм имеет тенденцию к более длительному течению. В то же время, преквашиоркор или состояние пограничного белкового дефицита, встречается в 100 раз чаще, чем клинический квашиоркор и охватывает более миллиарда людей. 13

• 
  Слайд 14
  

  В результате недостаточного поступления белка и его усвоения возможны следующие последствия для организма: наблюдается гипопротеинемия и, как следствие, возникновение отеков; развитие анемии; снижение иммунитета, сопровождаемое склонностью к инфекционным заболеваниям; наблюдается также диарея и нарушение транспорта гормонов. 14

• 
  Слайд 15
  

  Вследствие активации катаболизма белков происходит атрофия мышечной ткани, лимфоидных узлов, желудочно-кишечного тракта с последующим усугублением процессов гидролиза и всасывания не только белков, но и углеводов, витаминов, минеральных веществ и др. При обследовании - отрицательный азотистый баланс. 15

• 
  Слайд 16
  

  НАРУШЕНИЯ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА БЕЛКОВ Из более чем 80 природных аминокислот только 22 встречаются в пищевых белках. Из них 12 (заменимые) — могут синтезироваться в организме в достаточном количестве, как у взрослых, так и у детей. Однако, при их нехватке повышается энергетическая стоимость белкового синтеза и снижается эффективность метаболизма, а также растет расход незаменимых компонентов белка. 8 аминокислот у человека: валин,изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин— безусловно, не могут быть синтезированы в достаточном количестве и являются незаменимыми. 16

• 
  Слайд 17

  Белки плазмы

  17 Концентрация белков колеблется в плазме здорового человека от 57 до 81 г/л. По данным электрофореза с подвижной границей (способ, который чаще других используют в клинике) обнаруживается 5 фракций: альбумин, α1-, α2-, β- и γ-глобулины. В ряде случаев удается обнаружить при электрофорезе преальбумин — белок с наибольшей подвижностью. Представленные фракции — не гомогенные белки, в их составе присутствуют малоотличающиеся по электрофоретическим свойствам белки с близкой молекулярной массой и формой молекулы. Тем не менее соотношение между количеством белка в разных фракциях имеет некоторую диагностическую ценность, так как изменяется определенным образом при патологических состояниях.

• 
  Слайд 18
  

  Применение электрофореза в лабораторной диагностике нарушений обмена белков

• 
  Слайд 19

  Принцип метода

  Электрофорез – метод, позволяющий разделять заряженные молекулыв электрическом поле При подключении электрического поля молекулы мигрируют в сторону анода (+) или катода (-) Направление и скорость миграции зависят от заряда молекулы

• 
  Слайд 20
  

  Катод Принцип метода Анод Точка нанесения - + 0 -- -- -- + -- --- --- --- - - -

• 
  Слайд 21
  

  * Воспалительные процессы(инфекции, аутоиммунные заболевания…) * Истощение * Эмфизема легких * Нефротический синдром * Цирроз * Гемолитическая анемия… Клиническое значение электрофореза

• 
  Слайд 22

  Клиническое значение электрофореза

  Появление качественных аномалий (дополнительные пики на электрофореграмме), может указывать на наличие: * Множественной миеломы * Болезни Вальденстрема * Солитарнойплазмоцитомы * Иммуноглобулин-секретирующейлимфомы * Хронической вирусной инфекции…

• 
  Слайд 23

  Когда электрофорез совершенно необходим?

  Увеличение СОЭ при отсутствии явных признаков воспаления Изолированное увеличение концентрации одного из классов иммуноглобулинов Наличие симптомов, характерных для злокачественных процессов

• 
  Слайд 24
  

  Жалобы на боли в костях Частые переломы Быстрая утомляемость Потеря веса Лихорадка Анемия Склонность к кровотечениям…

• 
  Слайд 25
  

  Электрофорез белковых фракций сыворотки крови

• 
  Слайд 26
  

  Белки сыворотки разделяются на 5 или 6 фракций. Каждая фракция (зона) включает один или более компонентов сыворотки крови. g b a2 a1 Альбумин b1 b2 Hydrasys 2

• 
  Слайд 27
  

  Транспортные белки, ферменты, иммунный ответ, острофазный ответ… Анализ результатов

• 
  Слайд 28
  

  Каждая фракция на электрофореграмме содержит целый ряд белков Увеличение/уменьшение отдельной фракции может быть вызвано различными белками Электрофореграмму необходимо оценивать в совокупности, сравнивая с «типовыми профилями» Интерпретация результатов электрофореза

• 
  Слайд 29
  

  Электрофорез белков сыворотки должен быть дополнен определением общего белка сыворотки. Содержание белков в отдельных фракциях может быть выражено в % или в г/л Интерпретация результатов электрофореза

• 
  Слайд 30

  Нормальная сыворотка

  Minicap Hydrasys 2

• 
  Слайд 31
  

  Альбумин Доминирующий белок сыворотки. Функции: * поддержка онкотического давления * основной транспортный белок * Резерв аминокислот Нормальная концентрация в сыворотке 38-48 г/л

• 
  Слайд 32
  

  Альбумин Гипоальбуминемия: * заболевания печени * недоедание * потеря белка (через почки, желудочно-кишечный тракт, ожоги, неоплазии) Гиперальбуминемия: * бессимптомна у большинства пациентов (биологическая вариация?) * обезвоживание

• 
  Слайд 33
  

  Альбумин Бисальбуминемия: * наследственная * лекарственного происхождения * связанная с панкреатитом Анальбуминемия * Наследственная (сопровождается повышением уровня всех глобулинов)

• 
  Слайд 34
  

  Бисальбуминемия Hydrasys 2 Minicap

• 
  Слайд 35
  

  Альфа 1Орозомукоид (а1 кислый гликопротеид) Гликопротеин (41-43 кДа, рI 2,8 - 3,8) Один из основных белков острой фазы Концентрация орозомукоида увеличивается в ответ на воспалительные, инфекционные процессы, системные повреждения тканей

• 
  Слайд 36
  

  Альфа 1а1 антитрипсин Молекулярная масса - 53 кДа Белок острой фазы Ингибирует активность эластазы, катепсинаG, трипсина и других протеолитических ферментов Дефицит а1 антитрипсина ассоциируют с развитием эмфиземы и заболеваний печени (холестаз, желтуха, цирроз)

• 
  Слайд 37
  

  A1AT = 0.17 г/л (нормальные значения: 0.97 – 1.93 г/л) Дефицит А1АТ Minicap

• 
  Слайд 38
  

  Гетерозигота А1АТ Hydrasys 2 Minicap

• 
  Слайд 39
  

  Альфа 2 В нормальной сыворотке обычно выглядит как единый пик Гетерогенная фракция. В состав входят: * гаптоглобин (двойной пик в а2 зоне может возникать в случае гетерозиготы) * а2 макроглобулин * Минорные компоненты – церулоплазмин, Gc глобулин

• 
  Слайд 40
  

  Альфа 2 Снижение альфа 2 фракции: * внутрисосудистый гемолиз Увеличение альфа 2 фракции: * острое воспаление * нефротический синдром * гемолиз in vitro

• 
  Слайд 41
  

  Альфа 2а2 макроглобулин Ингибитор протеаз Концентрация в сыворотке: 1,5 – 3,5 г/л а2 макроглобулин не выводится почками из-за своего большого размера; его концентрация при нефрозах может увеличиваться в 10 раз

• 
  Слайд 42
  

  Альфа 2гаптоглобин Связывает свободный оксигемоглобин (образование комплексов) Функции: * белок острой фазы (концентрация возрастает при воспалении) * нейтрализация гемоглобина в случае гемолиза

• 
  Слайд 43
  

  Альфа 2гаптоглобин Увеличение концентрации: * гипопролиферативная анемия, дефицит железа, гемолиз in vitro Снижение концентрации: * внутрисосудистый гемолиз, гемолитическая анемия, малярия…

• 
  Слайд 44
  

  Воспалительный синдром Hydrasys 2 Minicap

• 
  Слайд 45
  

  Нефротический синдром Hydrasys 2 Minicap N P

• 
  Слайд 46
  

  Бета 1 Трансферрин: основной переносчик железа в организме Связывает свободное железо (высвобождаемое в результате катаболизма гемоглобина/поступившее из ЖКТ) и переносит его в ткани Увеличение концентрации: железодефицитная анемия Снижение концентрации: острое/хроническое воспаление

• 
  Слайд 47
  

  Нормальные значения: 2,0 – 5,4 % от общего белка Повышение концентрации: острое воспаление или ко-мигрирующий М-компонент Снижение концентрации: старые образцы (> 3 дней) Бета 2С3 компонент комплемента

• 
  Слайд 48
  

  Детектор Моноклональный пик в бета-зоне Hydrasys 2 Minicap

• 
  Слайд 49
  

  Иммуноглобулины IgG, IgA, IgM, IgD, IgE, свободные легкие цепи каппа и лямбда Снижение уровня: наследственный иммунодефицит у пожилых людей, прием иммуносупрессоров Увеличение: лимфопролиферативные заболевания (М-компонент), острые инфекции (СПИД…), хроническое воспаление, хронические заболевания печени Гамма

• 
  Слайд 50
  

  Блок бета-гамма Hydrasys 2 Minicap

• 
  Слайд 51
  

  Гипогаммаглобулинемия Hydrasys 2 Minicap

• 
  Слайд 52
  

  Детектор Моноклональный пик в гамма-зоне Hydrasys 2 Minicap

• 
  Слайд 53
  

  ↓ Гемолитические анемии/ Насл. дефекты гемоглобина ↓↓ ↓ Гипогаммаглобулинемия (электрофорез мочи !) ↓↓ Дефицит а1-антитрипсина ↑ ↓ ↑ Аутоиммунные заболевания ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ Недоедание/Потеря белка ↓ +/- ↑ ↑ +/- ↓ ↓ Нефротический синдром ↑ +/- ↓ Заболевания печени/Цирроз +/- +/- +/- Моно- или поли-клональная гаммапатия (ИФ/ИТ !) ↑ ↑ ↑ ↓ Хроническое воспаление ↑ ↑ ↓ Острое воспаление/Гиперэстрогенизм γ β-γ блок Расщепл.β β α-2 α-1 Alb ОБ