Курсовая работа на тему «Белковый обмен в клинической диагностике»

Содержание

Введение

Глава 1. 1.1. Общий белок сыворотки крови

1.2 Альбумин сыворотки крови

Глава 2. 2.1. Белковые фракции сыворотки (протеинограммы)

2.2.    Специфические (или индивидуальные) белки

Глава 3. Нарушение белкового обмена

3.1.    Симптомы нарушения белкового обмена

3.2.    Наследственные нарушения обмена аминокислот

3.3.    Нарушения обмена тирозина

3.4.    Нарушения белкового состава крови

Глава 4. Лабораторные методы оценки белкового обмена

4.1.    Методы определения общего белка в крови

4.2.    Методы определения альбумина в крови

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Клиническое значение лабораторного исследования белков крови очень велико.  Плазма крови связывает все части и клетки организма через сосудистую систему и вследствие этого содержит многие белки, которые присутствуют в низких концентрациях или не имеют своих основных функций в плазме. Тем не менее, измерение содержания этих белков в плазме человека может дать важную информацию как о статусе здоровья или болезни, так и о функции или состоянии органов.

В клинической лабораторной диагностике существует ряд основных подходов для оценки состояния белкового обмена:

1. определение суммарного (общего) количества белка в крови;
2. определение белковых фракций — ориентировочное представление о характере (избытке или недостатке) определенных белков в крови;
3. определение специфических (индивидуальных) белков в крови;
4. определение начальных (аминокислот), промежуточных и конечных продуктов метаболизма белков в сыворотке крови;
5. исследование структуры генов, кодирующих синтез индивидуальных белков.

Биохимические методы исследования позволяют решать задачи оценки состояния белкового обмена в рамках первых четырех групп подходов.

В данной работе будет представлена информация о таких биохимических показателях крови как общий белок, альбумин, белковые фракции, специфические (индивидуальные) белки, имеющие значение в диагностике многих заболеваний, оценке динамики патологического процесса, мониторинге эффективности лечения, а также более подробно будут рассмотрены нарушение белкового обмена и лабораторные методы оценки белкового обмена.

Глава 1. Общий белок сыворотки крови.

Концентрация общего белка сыворотки крови зависит главным образом от синтеза и распада двух основных белковых фракций (альбумина и глобулинов). Определение общего белка в сыворотке крови в клинической практике часто используется как важный диагностический тест. Он характеризует содержание всех белков в сыворотке крови. В норме у здорового человека концентрация общего белка в сыворотке составляет 65-85 г/л. Снижение содержания белка в крови по сравнению с нормальными показателями обозначают термином «гипопротеинемия», а превышение – термином «гиперпротеинемия».

Референтные пределы общего белка для различных возрастных категорий приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Референтные пределы общего белка в сыворотке крови

Клиническое использование определения общего белка

Выявление нарушений белкового обмена при различных патологических состояниях (острых и хронических инфекциях, заболеваниях печени и почек, онкологических заболеваниях, мальабсорбции при хронических заболеваниях желудочно-кишечного тракта, голодании, ожогах, критических состояниях и др.). В сочетании с альбумином и белковыми фракциями – для оценки диспротеинемии.

Гипопротеинемический синдром свидетельствует либо о белковом голодании вследствие недостаточного поступления аминокислот с пищей, либо о значительных потерях белка организмом (например, через почки при развитии нефротического синдрома), либо об угнетении процессов биосинтеза белков крови в результате развития хронических заболеваний (например, при

заболеваниях печени), воспалительных процессов, злокачественных новообразований, интоксикаций.

Уменьшением концентрации (гипопротеинемией) сопровождаются:

— гипоальбуминемия;

— снижение синтеза белков при недостаточном поступлении и/или усвоении белков пищи (голодание, панкреатиты, энтероколиты, неадекватное парентеральное или зондовое питание);

— заболевания печени с синдромом гепатодепрессии (циррозы, гепатиты, токсическое поражение печени);

— потери белков (плазмопотеря при обширных ожогах, протеинурия при заболеваниях почек, экcсудaтивнaя энтеропатия при энтеритах);

— усиленный распад белков (послеоперационное состояние, тяжелые соматические заболевания, продолжительная гипертермия, ожоговая болезнь, онкопатология);

— выход белков из сосудистого русла, образование экссудатов и транссудатов;

— врожденная агаммаглобулинемия.

Увеличением концентрации (гиперпротеинемией) сопровождаются:

— гипергаммаглобулинемия (следствием, как правило, является абсолютная гиперпротеинемия);

— хронические инфекционные заболевания;

— хронические неинфекционные гепатиты;

— аутоиммунная патология (системная красная волчанка, ревматоидный артрит, ревматизм и т.д.);

— моноклональные гаммапатии, связанные с миеломой, макроглобулинемией, амилоидозом, лимфомой;

— дегидратация (относительная гиперпротеинемия);

— обширные ожоги;

— диарея, рвота;

— полиурия при синдроме неадекватной секреции вазопрессина и др.

1.2. Альбумин сыворотки крови

Альбумин – самый обильный белок в человеческой плазме, составляющий около 60% всех белков плазмы. Альбумин также присутствует во внеклеточном пространстве, где его общее количество превышает содержание во внутрисосудистом пространстве на 30%. Альбумин имеет молекулярную массу 66,3 kDa и состоит из единственной цепи пептида из 585 аминокислот. Это – высокозаряженный белок без гликозилированных остатков, но с 17 бисульфидными мостиками и одним свободным цистеином.

Функции альбумина

Альбумин играет важную роль буфера, поддерживающего рН на физиологическом уровне, нормальную вязкость и онкотическое давление плазмы. Альбумин является важным показателем белкового резерва организма, а также выполняет транспортную функцию. Несмотря на его высокую растворимость, это – важный переносчик многих гидрофобных (нераствоимых в воде) молекул типа свободных жирных кислот, билирубина, тироксина, гемина и ксенобиотиков (например, фенитоина, вальпроевой кислоты).

Альбумин также критически важен для метаболизма кальция, поскольку до 45% общего кальция сыворотки связаны с альбумином. Известны случаи анальбуминемии, при которых, как сообщают, были обнаружены серьезные расстройства метаболизма костей.

Альбумин вносит основной вклад в поддержание объема циркулирующей крови (ОЦК). Поддержание постоянства ОЦК зависит от удержания в сосудистом русле воды. При этом артериальное давление способствует перемещению жидкости во внесосудистое (межклеточное) пространство. В отсутствие эффективного противодействия этому процессу произошла бы быстрая потеря воды из сосудистого русла. В отличие от клеточных мембран, стенки капилляров проницаемы для небольших молекул, поэтому натрий почти не оказывает осмотического эффекта в кровеносных капиллярах. Наименьшей из молекул, концентрация которых значительна в кровотоке, но вне кровеносных сосудов низкая, выступает молекула альбумина. В норме стенка капилляров малопроницаема для него, поэтому концентрация альбумина в крови выступает наиболее важным фактором, противостоящим общему артериальному (гидростатическому) давлению.

Альбумин присутствует в плазме в больших количествах и вносит самый значительный вклад в поддержание ее онкотического давления. Как известно, онкотическое давление препятствует вытеканию жидкости из капилляров в окружающее интерстициальное (межклеточное) пространство под действием давления внутри сосудов. На 65–80% онкотическое давление плазмы обусловлено альбумином.

При патологии динамическое равновесие и обмен жидкости между внутри-и внесосудистыми пространствами нарушается. При уменьшении содержания альбумина в крови (острая кровопотеря, высокий уровень катаболизма, печеночная недостаточность, потери белка с мочой и др.) онкотическое давление плазмы снижается, жидкость усиленно покидает сосудистое русло, в связи с чем происходит сгущение крови, замедление кровотока, а в межклеточном пространстве образуется избыток жидкости и развивается отек. Отек является клинический симптом накопления жидкости в интерстициальном пространстве.

Альбумин синтезируется в печени из аминокислот со скоростью примерно 12–15 г/сут, полупериод его жизни в кровотоке 18–20 дней. Выработка альбумина стимулируется тироксином и анаболическими стероидами, тогда как подавляется повышением коллоидального осмотического давления, дефицитом аминокислот и увеличением уровня интерлейкина-6 (при реакции острой фазы воспаления).

Референтные переделы альбумина в сыворотке крови: 35–50 г/л.

Клиническое использование определения альбумина

В отношении альбуминов лабораторные исследования обнаруживают в

основном количественные нарушения их содержания в плазме крови. Эти количественные изменения проявляются гиперальбуминемии (концентрация выше 50 г/л) и гипоальбуминемией (концентрация в сыворотке крови ниже 35 г/л).

Повышение концентрации альбумина (гиперальбуминемия) в сыворотке наблюдается редко, проявляясь в основном при гемоконцентрации либо как  артефакт, либо из-за обезвоживания в условиях тяжелых травм, обширных ожогов, холеры. В некоторых случаях повышение уровня альбумина крови провоцируют прием анаболических стероидов, а также чрезмерное внутривенное введение альбумина при инфузиях.

Гипоальбуминемия

Гипоальбуминемии бывают физиологическими – у новорожденных детей и детей до 3-х месяцев жизни в результате незрелости печеночных клеток, у женщин в III триместре беременности и патологическими, обусловленные различными заболеваниями.

Необходимо отметить, что диапазон болезней, вызывающих снижение альбумина в плазме, настолько широк, что концентрацию альбумина крови не следует рассматривать как специфический индикатор болезни.

Гипоальбуминемии обусловлены следующими причинами:

• Подавление синтеза альбумина – при недоедании, синдроме мальабсорбции, заболеваниях печени.

Альбумин сыворотки является одним из важных биохимических маркеров питания. При этом альбумин не катаболизируется при голодании, но при диете с низким потреблением белка скорости синтеза и катаболизма альбумина снижены, и масса альбумина во внесосудистом пространстве уменьшается. Как известно, снижение безжировой массы тела оказывает отрицательное влияние на функции органов: уменьшение сократимости сердца и соответствующее сокращение кровотока и доставки кислорода на периферию, иммунный ответ на инфекцию и заживление ран.

Измеренные последовательно, значения белка в плазме представляют собой индекс скорости синтеза белка. При этом использование уровня альбумина для начальной оценки пищевого статуса и при оценке ответа на диетотерапию является неинформативным. Лучшее применение измерение уровня альбумина сыворотки получило в качестве прогностического маркера смертности у наблюдаемых на дому или госпитализированных пожилых пациентов. Среди пациентов с низкими уровнями альбумина в плазме наблюдается повышенная частота осложнений и смертности, вследствие тяжелого или хронического характера их болезни или в результате плохого питания.

Так, уровни альбумина ниже 25 г/л связаны с плохим прогнозом и точно

предсказывают прогноз выживания у 90% пациентов в критических состояниях.

Снижение синтеза альбумина также происходит при заболеваниях печени. При этом уменьшение концентрации альбумина в сыворотке регистрируется при серьезном ухудшении синтетической способности печени (например, при циррозе печени, тяжелом гепатите), печеночной недостаточности. Однако уровень альбумина остается нормальным, если заболевание протекает остро и быстро разрешается (острый гепатит). Это связано длительным периодом полужизни альбумина в крови – 15–20 сут, поэтому даже полное прекращение синтеза альбумина печенью не будет сопровождаться значительным его снижением в сыворотке крови на протяжении 3-4 сут.

• Повышенная потеря альбумина (нефротический синдром, энтероколиты, ожоги, кровотечения, выпот, образование экссудатов и транссудатов).
• Повышенный распад альбумина (сепсис, лихорадка, травмы, новообразования, синдром Кушинга, гипертиреоз, гиперкортицизм, целиакия).
• Гипергидратация. Гемодилюция (разведение крови), например, при беременности сопровождается снижением содержания альбумина. При падении концентрации альбумина ниже 22—24 г/л возникает опасность развития отека легких

Глава 2. Белковые фракции сыворотки (протеинограммы)

Важное диагностическое значение имеют количественные взаимоотношения между отдельными белками сыворотки крови. Для разделения всех белков сыворотки крови на их составляющие обычно используют метод электрофореза, основанный на различной подвижности белков сыворотки в электрическом поле. Как известно, белки в сыворотке крови имеют разные размеры и заряд молекул. Поэтому при действии электрического поля белки в специальной разделяющей среде распределяются на фракции (группы).

Вариантами электрофореза, используемыми в клинико-диагностических лабораториях, белки сыворотки крови разделяются на следующие фракций (электрофореграмма или протенограмма): альбумины, α1-глобулины, α2-глобулины, β-глобулины и γ-глобулины (таблица 2).

Таблица 2 – Референтные пределы белковых фракций в сыворотке крови для взрослых

Фракция альбумина является однородной.

Глобулиновые фракции содержат множество функционально различных белков, но на изменение показателей электрофореграммы влияет лишь часть белков, концентрация которых в норме или при патологии составляет не менее 1 г/л. К глобулиновой фракции белков, получаемой методом электрофореза, относят:

• α1-глобулины:

— белки острой фазы: α1-антитрипсин, α1-кислый гликопротеин (орозо-

мукоид);

— α1-липопротеин.

• α2-глобулины:

— α2-макроглобулин;

— гаптоглобин;

— аполипопротеины А, В, С;

— церулоплазмин;

• β-глобулины:

— трансферрин,

— С3-компонент системы комплемента,

— β- липопротеины;

— гемопексин.

• γ-глобулины:

— иммуноглобулины – IgA, IgM, IgG

Исследование белковых фракций является более информативным в диагностическом отношении, чем определение только общего белка или альбумина. При многих заболеваниях часто изменяется процентное соотношение белковых фракций, хотя общее содержание белка в сыворотке крови остается в пределах нормы. Анализ электрофореграмм белков позволяет установить, за счет какой фракции у больного имеется увеличение или дефицит белка, а также судить о специфичности изменений, характерных для данной патологии. Однако исследование белковых фракций позволяет судить о характерном для какого-либо заболевания избытке или дефиците белка только в самой общей форме.

Наибольшую клиническую информативность для диагностики и дифференциальной диагностики электрофореграмма сыворотки крови имеет при следующих заболеваниях:

— множественная миелома;

— макроглобулинемия Вальдестрема;

— гипогаммаглобулинемия;

— агамма-А-глобулинемия;

— анальбуминемия;

— бисальбуминемия;

— афибиногенемия;

— атрансферинемия;

— нарушение обмена α-антитрипсина;

— цирроз печени.

Выделяют следующие основные типы нарушений протеинограмм:

1. диспротеинемии — изменения в соотношении белковых фракций по сравнению с нормальными значениями;
2. генетические дефекты синтеза белков;
3. парапротеинемии — появление в крови аномальных белков (например, при миеломной болезни).

Диспротеинемии

Диспротеинемия может проявляться различными изменениями в соотношении основных белков сыворотки крови. Рассмотрим их в порядке расположения белковых фракций на электрофореграмме.

Изменения фракции α1-глобулинов

Увеличение фракции α1-глобулинов наблюдается при острых, подострых, обострении хронических воспалительных процессов; поражении печени; всех процессах тканевого распада или клеточной пролиферации.

Снижение фракции α1-глобулинов наблюдается при дефиците α1-антитрипсин, гипо-α1-липопротеинемии.

Изменения фракции α2-глобулинов

Увеличение фракции α2-глобулинов наблюдается при всех видах острых воспалительных процессов, особенно с выраженным экссудативным и гнойным характером (пневмонии, эмпиема плевры, другие виды гнойных процессов); заболеваниях, связанных с вовлечением в патологический процесс соединительной ткани (коллагенозы, аутоиммунные заболевания, ревматические заболевания); злокачественных опухолях; в стадии восстановления после термических ожогов; нефротическом синдроме.

Снижение фракции α2-глобулинов наблюдается при сахарном диабете, панкреатитах (иногда), врожденной механической желтухе у новорожденных, токсических гепатитах.

К α2-глобулинов относится основная масса белков острой фазы. Поэтому увеличение этой фракции отражает интенсивность стрессорной реакции и воспалительных процессов при перечисленных видах патологии.

Изменения фракции β-глобулинов

Увеличение фракции β-глобулинов выявляют при первичных и вторичных гиперлипопротеинемиях, заболеваниях печени, нефротическом синдроме, кровоточащей язве желудка, гипотиреозе.

Пониженные величины содержания β-глобулинов выявляют при гипо-β- липопротеинемии.

Изменения фракции γ-глобулинов

Фракция γ-глобулинов содержит иммуноглобулины G, А, М, Д, Е. Поэтому повышение содержания γ-глобулинов отмечается при реакции системы иммунитета, когда происходит выработка антител и аутоантител: при вирусных и бактериальных инфекциях, воспалении, коллагенозе, деструкции тканей и ожогах. Значительная гипергаммаглобулинемия, отражая активность воспалительного процесса, характерна для хронических активных гепатитов и циррозов печени. Повышение фракции γ-глобулинов наблюдается у 88–92% больных хроническим активным гепатитом, причем значительное повышение (до 26 г/л и выше) у 60–65% больных. Почти такие же изменения отмечаются у больных при высокоактивном циррозе печени, при далеко зашедшем циррозе, при этом нередко содержание γ-глобулинов превышает содержание альбуминов, что выступает плохим прогностическим признаком.

Повышение содержания в крови γ-глобулинов, кроме уже названных причин, может сопровождать следующие заболевания: ревматоидный артрит, системную красную волчанку, хронический лимфолейкоз, эндотелиомы, остеосаркомы, кандидомикоз.

Уменьшение содержания γ-глобулинов бывает первичным и вторичным. Различают 3 основных вида первичных гипогаммаглобулинемий: физиологическую (у детей в возрасте 3—5 мес), врожденную (генетический дефект синтеза антител) и идиопатическую (когда установить причину не удается). Причинами вторичных гипогаммаглобулинемий могут быть многочисленные заболевания и состояния, приводящие к истощению иммунной системы.

Сопоставление направленности изменений содержания альбуминов и глобулинов с изменениями общего содержания белка дает основание для заключения, что гиперпротеинемия чаще связана с гиперглобулинемиями, в то время как гипопротеинемия чаще связана с гипоальбуминемией.

Нередко для оценки выраженности диспротеинемии рассчитывают альбумин-глобулиновый коэффициент, т.е. отношение величины фракции альбуминов к величине фракции глобулинов. В норме этот показатель составляет от 2,5 до 3,5. У больных хроническими гепатитами и циррозами печени этот коэффициент понижается до 1,5 и даже до 1 за счет снижения содержания альбумина и повышения фракции глобулинов.

Генетические дефекты синтеза белков

Исследование сыворотки крови на белковые фракции позволяет выявить генетические заболевания, передаваемые по наследству. Одним из проявлений наследственных дефектов выступает нарушение синтеза некоторых белков. К этому типу нарушений белкового спектра относятся:

— отсутствие альбумина при нормальном содержании других фракций белка; клинически этот вид наследственной патологии характеризуется незначительными отеками в связи со снижением онкотического давления плазмы крови;

— агаммаглобулинемия — патология, заключающаяся во врожденном дефиците синтеза антител, входящих в γ-глобулиновую фракцию; общее количество белка при этом не изменено. Больные с такой аномалией обладают повышенной восприимчивостью к бактериальным инфекциям (рецидивирующие пневмонии, ангины, отиты и др.) при сохраненной сопротивляемости к вирусным инфекциям;

— гипоглобулинемия — общий недостаток глобулинов в сыворотке крови, при этом концентрация общего белка в сыворотке снижается до 40 г/л, а уровень альбумина остается в норме;

— абетаглобулинемия — отсутствие β-фракции на электрофореграмме; одновременно имеет место недостаток белка трансферрина, осуществляющего транспорт железа в организме человека.

Парапротеинемия

Парапротеинемией называется появление в крови белков, отличающихся в физическом, химическом и иммунологическом отношении от обычных белков сыворотки крови. Такие патологические белки представляют собой иммуноглобулины или их фрагменты однородные по всем физико-химическим и биологическим параметрам. Поэтому их называют еще моно-клональными иммуноглобулинами (парапротеины, М-протеины). Они являются продуктом секреции одного клона В-лимфоцитов или плазматических клеток, поэтому представляют собой пул структурно гомогенных молекул.

При проведении электрофореза белков сыворотки крови о наличии парапротеинов свидетельствует появление на электрофореграмме дополнительной (у здоровых людей отсутствует) узкой и резко ограниченной фракции белков (ее еще называют М-градиент) в области γ-глобулинов.

Обнаружение парапротеинов наиболее характерно для парапротеинемических гемобластозов — особой группы опухолей лимфоидной ткани. К парапротеинемическим гемобластозам относятся миеломная болезнь, макро-глобулинемия Вальденстрема и болезнь тяжелых цепей. Заболевания представляют собой костномозговую опухоль. Клиническая картина в начале болезни не имеет типичных черт. По мере прогрессирования процесса появляются боли в позвонках, ребрах, обусловленных разрушением костей растущей опухолью. Проведение исследования на белковые фракции выступает лучшим методом ранней диагностики заболеваний. Наряду с обнаружением парапротеинов у больных резко повышена концентрация общего белка в сыворотке крови (до 140–170 г/л) за счет увеличения концентрации аномальных белков. Уровень альбумина в крови при этом не изменен. Концентрация М-белка более 15 г/л с высокой вероятностью свидетельствует о миеломной болезни.

При болезни легких цепей М-белок при электрофорезе сыворотки может не определяться, поскольку легкие цепи иммуноглобулинов (белок Бенс-Джонса) проходят через почечный фильтр и выводятся с мочой.

Появление М-белка может наблюдаться при хронических гепатитах, циррозе печени, у некоторых пациентов престарелого возраста без клинических патологий, ассоциированных с моноклональной гаммапатией. Имитировать М-белок могут высокие концентрации С-реактивного белка и некоторых других острофазных белков, а также фибриноген.

2.2. Специфические (или индивидуальные) белки

Специфические белки крови выполняют разнообразные функции: осуществляют транспорт различных веществ, участвуют в свертывании крови, ингибируют протеолитические ферменты, активно участвуют в иммунологических реакциях. Помимо выполнения специфических функций, белки крови участвуют в общих реакциях организма при различных патологических процессах, отражая при этом, в определенной степени, состояние органов и тканей, что нашло применение в клинической практике.

В настоящее время описано более 1000 специфических белков плазмы крови. Однако вследствие сложности технологий их идентификации, а также

недостаточных знаний о функциях многих из этих белков и об их связи с определенными патологическими процессами, лишь около 40 различных белков используются в клинической лабораторной практике.

Глава 3. Нарушение белкового обмена

Белок имеет важную функцию в организме, так как является пластическим материалом, из которого идет строительство клеток, тканей и органов организма человека. Помимо этого, белок – основа гормонов, ферментов и антител, которые выполняют функции роста организмы и защищают его от воздействия негативных факторов окружающей среды. При нормальном обмене белка в организме, у человека высокий иммунитет, отличная память и выносливость. Белки влияют на полноценный обмен витаминов и минеральных солей. Энергетическая ценность 1 г белка составляет 4 ккал (16,7 кДж).

При недостатке белков в организме возникают серьезные нарушения: замедление роста и развития детей, изменения в печени взрослых, деятельности желез внутренней секреции, состава крови, ослабление умственной деятельности, снижение работоспособности и сопротивляемости к инфекционным заболеваниям.

Этапы синтеза белков:

1. Всасывание и синтез;
2. Обмен аминокислот;
3. Конечный этап обмена.

На всех этапах могут существовать нарушения, которые имеют свои особенности. Рассмотрим их детальнее.

Первый этап: Всасывание и синтез

Основное количество белков человек получает из пищи. Поэтому при нарушении переваривания и всасывания развивается белковая недостаточность. Для нормального синтеза белков необходимо правильное функционирование системы синтеза. Нарушения этого процесса могут быть приобретенными или наследственными. Также уменьшение количества синтезируемого белка может быть связано с проблемами в работе иммунной системы. Важно знать, что нарушения в процессе всасывания белков приводит к алиментарной недостаточности (дистрофия тканей кишечника, голодание, несбалансированный состав пищи по аминокислотной составляющей). Также нарушение процессов синтезирования белков чаще всего ведут к изменению количества синтезированного белка или к образованию белка с измененной молекулярной структурой. В результате происходят гормональные изменения, дисфункция нервной и иммунной системы, также возможны геномные ошибки.

Второй этап: Обмен аминокислот

Нарушения обмена аминокислот также могут быть связаны с наследственными факторами. Проблемы на этом этапе чаще всего проявляются в нехватке тирозина. Это, в частности, провоцирует врожденный альбинизм. Более страшное заболевание, спровоцированное нехваткой тирозина в организме – наследственная тирозенемия. Хроническая форма заболевания сопровождается частой рвотой, общей слабостью, болезненной худобой (вплоть до возникновения анорексии). Лечение состоит в соблюдении специальной диеты с высоким содержание витамина D. Нарушения обмена аминокислот приводятк дисбалансу процессов трансаминирования (образования) и окислительного разрушения аминокислот. Влиять на негативное развитие этого процесса может голодание, беременность, заболевания печени, а также инфаркт миокарда.

Третий этап: конечный обмен

При конечных этапах белкового обмена, может возникнуть патология процесса образования азотистых продуктов и их конечного выведения с организма. Подобные нарушения наблюдаются при гипоксии (кислородном голодании организма). Также следует обращать внимание на такой фактор, как белковый состав крови. Нарушение содержания белков в плазме крови может указывать на проблемы с печенью. Также катализатором развития болезни могут быть проблемы с почками, гипоксия, лейкоз. Восстановлением белкового обмена занимается терапевт, а также врач-диетолог.

3.1. Симптомы нарушения белкового обмена

При большом наличии белка в организме, может быть его переизбыток. Это связано в первую очередь с неправильным питанием, когда рацион больного почти полностью состоит из белковых продуктов. Врачи выделяют следующие симптомы:

— Снижение аппетита;

— Развитие почечной недостаточности;

— Отложение солей;

— Нарушения стула.

Избыток белка также может привести к подагре и ожирению. Фактором риска при возникновения подагры может быть чрезмерное употребление в пищу большого количества мяса, особенно с вином и пивом. Подагрой чаще болеют мужчины пожилого возраста, для которых характерна возрастная гиперурикемия.

Симптомы подагры:

— отечность и покраснение в области первого плюснефалангового сустава;

— гипертермия до 39 С;

— подагрический полиартрит,

— подагрические узлы (тофусы) на локтях, стопах, ушах, пальцах.

Симптомы ожирения:

— частая одышка;

— значительное увеличение массы тела;

— хрупкость костей;

— гипертензия (повышенное гидростатическое давление в сосудах).

При наличии вышеуказанных проблем, необходимо снизить потребление белковых продуктов, пить больше чистой воды, заниматься спортом. Если же организму наоборот не хватает белков для синтеза, он реагирует на ситуацию следующим образом: возникает общая сонливость, резкое похудание, общая мышечная слабость и снижение интеллекта. Отметим, что в «группу риска» попадают вегетарианцы и веганы, которые по этическим причинам не употребляют животный белок. Людям, которые придерживаться подобного стиля питания, необходимо дополнительно принимать внутрь витаминные комплексы. Особенно обратить внимание на витамин B12 и D3.

3.2. Наследственные нарушения обмена аминокислот

Важно знать, что при наследственном нарушении синтеза ферментов, соответствующая аминокислота не включается в метаболизм, а накапливается в организме и появляется в биологических средах: моче, кале, поте, цереброспинальной жидкости. Если смотреть на клиническую картину проявления этого заболевания, то она определяется в первую очередь появлением большого колличества вещества, которое должно было метаболизироваться при участии заблокированного фермента, а также дефицитом вещества, которое должно было образоваться.

• Нарушения обмена тирозина

Тирозиноз — это наследственное заболевание, обусловленное нарушением обмена тирозина (необходимого для жизнедеятельности организма человека и животных, так как он входит в состав молекул белков и ферментов). Это заболевание проявляется тяжелым поражением печени и почек. Обмен тирозина в организме осуществляется несколькими путями. При недостаточном превращении образовавшейся из тирозина парагидроксифенилпировиноградной кислоты в гомогентизиновую первая, а также тирозин выделяются с мочой.

3.4. Нарушения белкового состава крови

Также стоит упомянуть о нарушениях белкового состава в крови. Изменения в количественном и качественном соотношении белков крови наблюдаются почти при всех патологических состояниях, которые поражают организм в целом, а также при врожденных аномалиях синтеза белков. Нарушение содержания белков плазмы крови может выражаться изменением общего количества белков (гипопротеинемия, гиперпротеинемия) или соотношения между отдельными белковыми фракциями (диспротеинемия) при нормальном общем содержании белков.

Глава 4. Лабораторные методы оценки белкового обмена

4.1. Методы определения общего белка в крови

Среди методов определения концентрации общего белка в биологических материалах можно выделить несколько основных групп, основанных на различных принципах:

1. Азотометрические.
2. Гравиметрические.
3. «Преципитационные».
4. Спектрофотометрические.
5. Рефрактометрические.
6. Колориметрические.

Кроме перечисленных методов, также разработаны флюориметрические, поляриметрические методы, а также атомно-абсорбционная спектрофотометрия.

Азотометрические методы

Азотометрические методы определения общего белка основаны на определении количества белкового азота, образующегося при разрушении аминокислот. Впервые метод был предложен Къедалем в 1883 году. В этом методе, азот, содержащейся в составе белков, окисляют до иона аммония и его количество определяют титрованием раствором соляной кислоты. Исходя из того, что белки биологических жидкостей содержат в среднем 16% азота, полученное в результате анализа его количество умножают на коэффициент 6,25. Для отдельных фракций белка в сыворотке или плазме величина фактора колеблется в диапазоне 5,69-6,52.

Недостатком азотометрических методов является длительность и сложность процедуры. Автоматизация позволяет использовать этот метод в ряде случаев в качестве метода сравнения.

Гравиметрические методы

Гравиметрические (весовые) методы определения общего белка основаны на высушивании белков до постоянной массы и их взвешивании на аналитических весах. Методы трудоемки и практически не используются. Гравиметрический метод в настоящее время может использоваться в некоторых лабораториях для определения фибриногена в плазме крови.

 «Преципитационные» методы

Данные методы определения общего белка основаны на снижении растворимости белков и образовании суспензии взвешенных частиц под воздействием различных агентов. О содержании белка в исследуемой пробе судят либо по интенсивности светорассеяния (нефелометрический метод), определяемого числом светорассеивающих частиц, либо по ослаблению светового потока образовавшейся суспензией (турбидиметрический метод).

Результаты данных методов зависят от следующих факторов:

— скорости смешивания реактивов;

— температуры реакционной смеси;

— значения рН среды;

— присутствия посторонних соединений;

— способов фотометрии.

Тщательное соблюдение условий реакции способствует образованию стабильной суспензии с постоянным размером взвешенных частиц и получению воспроизводимых результатов.

Спектрофотометрические методы

Спектрофотометрические методы определения общего белка основаны на измерении светопоглощения в ультрафиолетовой области. Растворы белка обладают поглощением при длинах волн 200-225 и 270-290 нм. Поглощение при 270-290 нм определяется присутствием в молекуле белка ароматических аминокислот – тирозина, триптофана и фенилаланина. Поглощение при 200-225 нм практически в 20 раз выше, чем при 280 нм, и обусловлено, главным образом, пептидными связями. Точность и специфичность методов определения белка, основанных на поглощении при 270-290нм, невелика, поскольку содержание тирозина и триптофана может колебаться в различных белках сыворотки крови. Кроме того, присутствие в сыворотке свободных аминокислот – тирозина и триптофана, а также мочевой кислоты и билирубина, поглощающих при 280 нм, вносит определенную погрешность.

Рефрактометрические методы

Данные методы основаны на способности растворов белка к преломлению светового потока. При температуре 17,5° С показатель преломления воды равен 1,33. При той же температуре показатель преломления сыворотки колеблется в пределах 1,34-1,35. В связи с тем, что концентрация электролитов и небелковых органических соединений, влияющих на ее преломляющую способность, невелика и достаточно постоянна в сыворотке здорового человека, величина показателя преломления сыворотки крови зависит в первую очередь от содержания в ней белков.

Колориметрические (фотометрические) методы

Колориметрические методы определения общего белка основаны на цветных реакциях белков с хромоген-образующими реактивами или на неспецифическом связывании красителя. Среди этих методов определения концентрации общего белка сыворотки наиболее распространенным считается биуретовый метод, основанный на цветной биуретовой реакции, в ходе которой белки реагируют в щелочной среде с сульфатом меди с образованием соединений, окрашенных в фиолетовый цвет. Интенсивность окраски при этом зависит от концентрации общего белка в сыворотке. Скорость развития окраски в данном методе зависит от времени и температуры реакции.

4.2. Методы определения альбумина в крови

Методы определения альбумина в сыворотке крови можно разделить на две группы: непрямые и прямые. К непрямым методам относят методы, в которых альбумин определяют с помощью различных физико-химических реакций.

Методы фракционного осаждения

Методы основаны на разной способности альбумина и глобулинов осаждаться в растворах с различной ионной силой. Определение проводят в два этапа:

1. Глобулины осаждают сульфатом аммония, после чего осадок отделяют центрифугированием.
2. В надосадочной жидкости концентрацию альбумина определяют с помощью биуретовой реакции. В настоящее время данная группа методов практически не используется, т.к. они сложны, неспецифичны и плохо поддаются автоматизации.

Электрофорез

После разделения белков сыворотки крови на носителе, фиксации и окраски, процентное соотношение между различными фракциями рассчитывают с помощью денситометрии. Концентрацию альбумина определяют исходя из уровня общего белка в исследуемом образце сыворотки.

Колориметрические методы

Данная группа методов основана на образовании комплекса альбумин-краситель. Это позволяет проводить фотометрию в присутствии избытка красителя, необходимого для насыщения всех связывающих сайтов альбумина, что дает возможность всем его молекулам принимать участие в реакции.

Наиболее распространенным красителем, используемым для определения альбумина, является бромкрезоловый зеленый, который был предложен F. Rodkey в 1965 г. Реакцию обычно проводят при pH 4,2-4,5, фотометрию осуществляют при 620-630 нм. В качестве красителей (рис. 1), применяемых для определения альбумина, могут быть использованы:

— бромкрезоловый зеленый (БКЗ);

— бромкрезоловый фиолетовый (БКФ);

— бромфеноловый синий (БФС).

Рис. 1. Структурные формулы бромкрезолового зеленого (а), бромкрезолового фиолетового (б) и бромфенолового синего (в).

Методы, основанные на связывании с БКЗ, в настоящее время практически повсеместно используют в КДЛ для определения альбумина в крови, другие красители вышли из употребления из-за нежелательных вмешательств в реакцию и невысокой специфичности методов. БКЗ в качестве реактива также используют для определения альбумина сыворотки с помощью технологии «сухой химии».

Клиническое значение:

Гипопротеинемии

Гипопротеинемий называется состояние, сопровождающееся снижением концентрации общего белка в крови ниже 65 г/л. Гипопротеинемии можно разделить на относительные (при гипергидратации) и абсолютные (гипоальбуминемии). Опасным для жизни является снижение концентрации общего белка ниже 40 г/л, а альбумина – ниже 20 г/л. При таких концентрациях онкотическое давление очень низкое, и происходит перемещение жидкости из сосудистого русла, что приводит к отекам и выпотам в полости тела, а также к гиповолемии. При большинстве патологических состояний, приводящих к гипопротеинемии, наблюдается изменение соотношения концентраций отдельных белков плазмы (диспротеинемия).

Причинами абсолютных гипопротеинемий являются:

• Снижение синтеза белка:

— Нарушение питания (недостаток белка в пище).

— Нарушения всасывания (инфекции органов ЖКТ, муковисцидоз, целиакия).

— Болезни печени.

• Повышение экскреции белка:

— Почечные причины (гломерулонефрит, СД и др.).

— Энтеропатии с потерей белка.

— Ожоги.

— Экссудативные дерматозы.

Причины гиперпротеинемий:

Гипер- γ -глобулинемии:

а) Поликлональные:

— Хронические болезни печени (цирроз, хронический гепатит).

— Аутоиммунные заболевания.

б) Моноклональные:

— Миеломная болезнь.

— Макроглобулинемия Вальденстрема.

— Болезнь тяжелых цепей.

— Опухоли лимфатической системы.

• Обезвоживание.
• Артефакты.

Моноклональные гипер- γ -глобулинемии

Отображением данного вида гаммапатий на электрофоре-грамме является М-градиент – четкая, насыщенная полоса на границе β- и γ-глобулинов либо в зоне γ-глобулинов (рис. 2).

Рис. 2. М-градиент на электрофореграмме, расположенный в зоне γ-глобулинов (слева); нормальная электрофореграмма сыворотки крови (справа)

Виды моноклональных компонентов:

— Синтез преимущественно легких цепей Ig (κ, λ).

— Синтез преимущественно тяжелых цепей Ig (γ, α, μ, σ, ξ).

— Синтез полноценных молекул Ig (легкие и тяжелые цепи).

Референтные значения в крови:

Общий белок – 65-85 г/л

Альбумин – 35-50 г/л

Заключение

Исследования белковой картины крови – один из наиболее распространенных биохимических анализов, позволяющих оценить состояние пациента. Это во многом обусловлено тем, что белковые компоненты крови выполняют многообразные ферментативные, гормональные, иммунологические и другие функции в организме человека.

Практически нет ни одного заболевания, которое бы не находило своего отражения в сдвигах белкового обмена как количественного, так и качественного характера. В то же время необходимо заметить, что наблюдаемые сдвиги стандартны (неспецифичны для определенного заболевания) и однотипны, что затрудняет их клиническую оценку. Однако анализ белков крови позволяет следить за динамикой патологического процесса у больного и эффективностью лечения, а также судить о степени выраженности нарушений белкового обмена.

Белковый обмен играет важную роль в процессе жизнедеятельности организма. Нарушение белкового обмена вызывает снижение активности, также понижается сопротивляемость к инфекциям. При недостаточном количестве белков в детском организме – возникает замедление роста, а также снижение концентрации. Необходимо понимать, что нарушения возможны на разных этапах синтеза белка, но все они опасны для здоровья и полноценного развития организма.

Знание вопросов распределения белков в организме, их обмене имеет также важное значение для обеспечения правильного ухода за больным, в частности при применении парентерального питания (дозирование вводимых белковых препаратов и др.), а также использовании ряда лекарственных препаратов, влияющих на транспортную функцию белков.

Список используемой литературы

1. Лысенков С.П., Мясникова В.В., Пономарев В.В. «Неотложные состояния и анестезия в акушерстве. Клиническая патофизиология и фармакотерапия»
2. Воронин Е.С., СнозГ.В., Васильев М.Ф., Ковалев С.П., Черкасова В.И.,Шабанов, Шукнн М.В. Клиническая диагностика с рентгенологией: Учебное пособие. Под редакцией Ворониной Е.С. — М.: Колос, 2006. — 509c.
3. Основы клинической биохимии : пособие для студентов медико-диагностического факультета / С.В. Лелевич и др. — Гродно: ГрГМУ, 2013.– 184с
4. Исследование системы крови в клинической практике / Под ред. Г.И. Козинца, В.А. Макарова. – Москва: Триада-Х, 1997.
5. Клиническая биохимия / Под ред. Ткачука В.А. – Москва: Изд. дом «ГОЭТАР–МЕД», 2004. – 506 с.
6. Лабораторные методы исследования в клинике: справочник /Под ред. Меньшикова В.В. – Москва: Медицина, 1987.
7. Лелевич, С.В. Клиническая лабораторная диагностика / С.В.Лелевич, В.В. Воробьев, Т.Н. Гриневич. – Гродно: ГрГМУ, 2011. – 167 с.
8. Руководство к практическим занятиям по клинической лабораторной диагностике / Под ред. М.А. Базарновой, В.Т. Морозовой. – Киев: Вища школа, 1988.
9. Кишкун, А.А. Клиническая лабораторная диагностика: учебное пособие / А.А. Кишкун. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. – 976 с.
10. Основы клинической диагностики / Чучалин А.Г., Бобков Е.В. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 584 с.