Metabolizm białek: białka i zapotrzebowanie na białka

Białko jest jednym z głównych i niezbędnych produktów. Stało się oczywiste, że wykorzystywanie białka do wydatkowania energii jest nieracjonalne, ponieważ rozpad aminokwasów wytwarza wiele rodników kwasowych i amoniaku, które nie są obojętne dla organizmu dziecka.

Czym jest białko?

W organizmie człowieka nie ma rezerw białkowych. Dopiero gdy tkanki się rozpadają, białka w nich ulegają rozpadowi, uwalniając aminokwasy, które są wykorzystywane do utrzymania składu białkowego innych, bardziej żywotnych tkanek i komórek. Dlatego też normalny wzrost organizmu bez wystarczającej ilości białka jest niemożliwy, ponieważ tłuszcze i węglowodany nie mogą ich zastąpić. Ponadto białka zawierają niezbędne aminokwasy, które są niezbędne do budowy nowo powstałych tkanek lub do ich samoodnawiania. Białka są składnikiem różnych enzymów (trawiennych, tkankowych itp.), hormonów, hemoglobiny i przeciwciał. Szacuje się, że około 2% białek tkanki mięśniowej to enzymy, które są stale odnawiane. Białka działają jak bufory, uczestnicząc w utrzymaniu stałej reakcji środowiska w różnych płynach (osocze krwi, płyn mózgowo-rdzeniowy, wydzieliny jelitowe itp.). Wreszcie białka są źródłem energii: 1 g białka, gdy jest całkowicie rozłożone, wytwarza 16,7 kJ (4 kcal).

Kryterium bilansu azotowego jest stosowane od wielu lat do badania metabolizmu białek. Odbywa się to poprzez określenie ilości azotu pochodzącego z pożywienia oraz ilości azotu utraconego z kałem i wydalonego z moczem. Utrata substancji azotowych z kałem służy do oceny stopnia trawienia białka i jego resorpcji w jelicie cienkim. Różnica między azotem w pożywieniu a jego wydalaniem z kałem i moczem służy do oceny stopnia jego zużycia w celu tworzenia nowych tkanek lub ich samoodnawiania. U dzieci bezpośrednio po urodzeniu lub u dzieci o niskiej masie ciała i niedojrzałych, sama niedoskonałość systemu asymilacji jakiegokolwiek białka spożywczego, zwłaszcza jeśli nie jest to białko mleka matki, może prowadzić do niemożności wykorzystania azotu.

Czas rozwoju funkcji przewodu pokarmowego

Wiek, miesiące	FAO/WHO (1985)	ONZ (1996)
0-1	124	107
1-2	116	109
2-3	109	111
3^	103	101
4-10	95-99	100
10-12	100-104	109
12-24	105	90

U dorosłych ilość wydalanego azotu jest zwykle równa ilości azotu przyjmowanego z pożywieniem. Natomiast u dzieci bilans azotowy jest dodatni, tzn. ilość azotu przyjmowanego z pożywieniem zawsze przewyższa jego utratę z kałem i moczem.

Retencja azotu w diecie, a zatem jego wykorzystanie przez organizm, zależy od wieku. Chociaż zdolność do retencji azotu z pożywienia utrzymuje się przez całe życie, jest ona największa u dzieci. Poziom retencji azotu odpowiada stałej wzrostu i szybkości syntezy białek.

Tempo syntezy białek w różnych okresach wiekowych

Okresy wiekowe	Wiek	Szybkość syntezy, g/(kg • dzień)
Noworodek o niskiej masie urodzeniowej	1-45 dni	17.46
Dziecko w drugim roku życia	10-20 miesięcy	6.9
Dorosły	20-23 lata	3.0
Starszy mężczyzna	69-91 lat	1.9

Właściwości białek spożywczych brane pod uwagę przy ustalaniu norm żywieniowych

Biodostępność (wchłanianie):

• 100 (Npost - Nout) / Npost,

Gdzie Npost to azot przyjęty; Next to azot wydalony z kałem.

Wykorzystanie netto (NPU %):

• (Nпш-100 (Nсn + Nvч)) / Nпш,

Gdzie Nпш to azot spożywczy;

Nst - azot kałowy;

Nmch - azot w moczu.

Współczynnik wydajności białka:

• Przyrost masy ciała na 1 g spożytego białka w standaryzowanym eksperymencie na młodych szczurach.

„Wynik” aminokwasów:

• 100 AKB / AKE,

Gdzie Akb jest zawartością danego aminokwasu w danym białku, mg;

AKE – zawartość danego aminokwasu w białku wzorcowym, mg.

Aby zilustrować koncepcję „wyniku” i koncepcję „idealnego białka”, przedstawiamy dane dotyczące charakterystyki „wyniku” i wykorzystania kilku białek spożywczych.

Wartości „punktacji aminokwasowej” i „wykorzystania netto” niektórych białek spożywczych

Białko	Skórka	Sprzedaż
Kukurydza	49	36
Proso	63	43
Ryż	67	63
Pszenica	53	40
Soja	74	67
Całe jajko	100	87
Mleko matki	100	94
Mleko krowie	95	81

Zalecane spożycie białka

Biorąc pod uwagę znaczne różnice w składzie i wartości odżywczej białek, obliczenia podaży białka w młodym wieku są wykonywane tylko i wyłącznie dla białek o najwyższej wartości biologicznej, całkiem porównywalnej pod względem wartości odżywczej do białka mleka ludzkiego. Dotyczy to również zaleceń podanych poniżej (WHO i MZ Rosji). W starszych grupach wiekowych, gdzie ogólne zapotrzebowanie na białko jest nieco niższe, a w stosunku do dorosłych, problem jakości białka jest zadowalająco rozwiązywany przez wzbogacenie diety o kilka rodzajów białek roślinnych. W treści jelitowej, gdzie mieszają się aminokwasy różnych białek i albuminy surowicy krwi, tworzy się stosunek aminokwasów zbliżony do optymalnego. Problem jakości białka jest bardzo ostry przy spożywaniu prawie wyłącznie jednego rodzaju białka roślinnego.

Ogólna standaryzacja białek w Rosji różni się nieco od standaryzacji sanitarnej za granicą i w komitetach WHO. Wynika to z pewnych różnic w kryteriach optymalnego zaopatrzenia. Na przestrzeni lat stanowiska te i różne szkoły naukowe zbliżyły się do siebie. Różnice te ilustrują poniższe tabele zaleceń przyjętych w Rosji i w komitetach naukowych WHO.

Zalecane spożycie białka dla dzieci poniżej 10 lat

Wskaźnik	0-2 miesiące	3-5 miesięcy	6-11 miesięcy	1-3 lata	3-7 lat	7-10 lat
Całkowite białko, g	-	-	-	53	68	79
Białka, g/kg	2,2	2.6	2.9	-	-	-

Bezpieczne poziomy spożycia białka u małych dzieci, g/(kg • dzień)

Wiek, miesiące	FAO/WHO (1985)	ONZ (1996)
0-1	-	2,69
1-2	2,64	2.04
2-3	2.12	1,53
3^	1.71	1.37
4-5	1,55	1,25
5-6	1.51	1.19
6-9	1,49	1.09
9-12	1,48	1.02
12-18	1.26	1,00
18-24	1.17	0,94

Biorąc pod uwagę różną wartość biologiczną białek roślinnych i zwierzęcych, przyjęło się wprowadzać standaryzację zarówno według ilości wykorzystanego białka, jak i białka zwierzęcego lub jego udziału w całkowitej ilości białka spożywanego dziennie. Przykładem jest tabela standaryzacji białka M3 Rosji (1991) dla dzieci w starszych grupach wiekowych.

Proporcje białka roślinnego i zwierzęcego w zaleceniach dotyczących spożycia

Wiewiórki	11-13 lat		14-17 lat
	Chłopcy	Dziewczyny	Chłopcy	Dziewczyny
Całkowite białko, g	93	85	100	90
W tym zwierzęta	56	51	60	54

Wspólna Grupa Ekspertów FAO/WHO (1971) uznała, że bezpieczny poziom spożycia białka, w odniesieniu do białka mleka krowiego lub białka jaja, wynosi 0,57 g/kg masy ciała dziennie dla dorosłego mężczyzny i 0,52 g/kg dla kobiety. Bezpieczny poziom to ilość niezbędna do zaspokojenia potrzeb fizjologicznych i utrzymania zdrowia niemal wszystkich członków danej grupy populacji. W przypadku dzieci bezpieczny poziom spożycia białka jest wyższy niż w przypadku dorosłych. Wynika to z faktu, że samoodnawianie tkanek zachodzi u dzieci intensywniej.

Ustalono, że wchłanianie azotu przez organizm zależy zarówno od ilości, jak i jakości białka. To drugie jest bardziej poprawnie rozumiane jako skład aminokwasowy białka, zwłaszcza obecność niezbędnych aminokwasów. Zapotrzebowanie dzieci na białko i aminokwasy jest znacznie wyższe niż dorosłych. Obliczono, że dziecko potrzebuje około 6 razy więcej aminokwasów niż dorosły.

Zapotrzebowanie na niezbędne aminokwasy (mg na 1 g białka)

Aminokwasy	Dzieci			Dorośli
	Do 2 lat	2-5 lat	10-12 lat
Histydyna	26	19	19	16
Izoleucyna	46	28	28	13
Leucyna	93	66	44	19
Lizyna	66	58	44	16
Metionina + cystyna	42	25	22	17
Fenyloalanina + tyrozyna	72	63	22	19
Treonina	43	34	28	9
Tryptofan	17	11	9	5
Walin	55	35	25	13

Tabela pokazuje, że zapotrzebowanie dzieci na aminokwasy jest nie tylko wyższe, ale także, że ich stosunek zapotrzebowania na niezbędne aminokwasy jest inny niż u dorosłych. Stężenia wolnych aminokwasów w osoczu i krwi pełnej również się różnią.

Szczególnie duże jest zapotrzebowanie na leucynę, fenyloalaninę, lizynę, walinę i treoninę. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że dla osoby dorosłej niezbędne jest 8 aminokwasów (leucyna, izoleucyna, lizyna, metionina, fenyloalanina, treonina, tryptofan i walina), to dla dzieci poniżej 5 roku życia niezbędnym aminokwasem jest również histydyna. Dla dzieci w pierwszych 3 miesiącach życia dodaje się cystynę, argininę, taurynę, a dla wcześniaków dodaje się również glicynę, czyli 13 aminokwasów jest dla nich niezbędnych. Należy to uwzględnić planując żywienie dzieci, zwłaszcza w młodym wieku. Dopiero ze względu na stopniowe dojrzewanie układów enzymatycznych w trakcie wzrostu, zapotrzebowanie na niezbędne aminokwasy u dzieci stopniowo maleje. Jednocześnie przy nadmiernym przeciążeniu białkowym u dzieci łatwiej niż u dorosłych występuje aminoacidemia, co może objawiać się opóźnieniami rozwojowymi, zwłaszcza neuropsychicznymi.

Stężenie wolnych aminokwasów w osoczu krwi i krwi pełnej dzieci i dorosłych, mol/l

Aminokwasy	Osocze krwi		Cała krew
	Noworodki	Dorośli	Dzieci w wieku 1-3 lat	Dorośli
Alanina	0,236-0,410	0,282-0,620	0,34-0,54	0,26-0,40
Kwas A-aminomasłowy	0,006-0,029	0,008-0,035	0,02-0,039	0,02-0,03
Arginina	0,022-0,88	0,094-0,131	0,05-0,08	0,06-0,14
Asparagina	0,006-0,033	0,030-0,069	-	-
Kwas asparaginowy	0,00-0,016	0,005-0,022	0,08-0,15	0,004-0,02
Walin	0,080-0,246	0,165-0,315	0,17-0,26	0,20-0,28
Histydyna	0,049-0,114	0,053-0,167	0,07-0,11	0,08-0,10
Glicyna	0,224-0,514	0,189-0,372	0,13-0,27	0,24-0,29
Glutamina	0,486-0,806	0,527	-	-
Kwas glutaminowy	0,020-0,107	0,037-0,168	0,07-0,10	0,04-0,09
Izoleucyna	0,027-0,053	0,053-0,110	0,06-0,12	0,05-0,07
Leucyna	0,047-0,109	0,101-0,182	0,12-0,22	0,09-0,13
Lizyna	0,144-0,269	0,166-0,337	0,10-0,16	0,14-0,17
Metionina	0,009-0,041	0,009-0,049	0,02-0,04	0,01-0,05
Ornityna	0,049-0,151	0,053-0,098	0,04-0,06	0,05-0,09
Prolina	0,107-0,277	0,119-0,484	0,13-0,26	0,16-0,23
Spokojny	0,094-0,234	0,065-0,193	0,12-0,21	0,11-0,30
Byczy	0,074-0,216	0,032-0,143	0,07-0,14	0,06-0,10
Tyrozyna	0,088-0,204	0,032-0,149	0,08-0,13	0,04-0,05
Treonina	0,114-0,335	0,072-0,240	0,10-0,14	0,11-0,17
Tryptofan	0,00-0,067	0,025-0,073	-	-
Fenyloalanina	0,073-0,206	0,053-0,082	0,06-0,10	0,05-0,06
Cystyna	0,036-0,084	0,058-0,059	0,04-0,06	0,01-0,06

Dzieci są bardziej wrażliwe na głód niż dorośli. W krajach, w których występuje ostry niedobór białka w diecie dzieci, śmiertelność w młodym wieku wzrasta 8-20-krotnie. Ponieważ białko jest również niezbędne do syntezy przeciwciał, to z reguły przy jego niedoborze w diecie dzieci często występują różne infekcje, które z kolei zwiększają zapotrzebowanie na białko. Tworzy się błędne koło. W ostatnich latach ustalono, że niedobór białka w diecie dzieci w pierwszych 3 latach życia, zwłaszcza długoterminowy, może powodować nieodwracalne zmiany, które utrzymują się przez całe życie.

Do oceny metabolizmu białek stosuje się szereg wskaźników. Tak więc określenie zawartości białka i jego frakcji we krwi (osoczu) jest sumarycznym wyrażeniem procesów syntezy i rozpadu białek.

Zawartość białka całkowitego i jego frakcji (w g/l) w surowicy krwi

Wskaźnik	U matki	Krew pępowinowa	U dzieci w wieku
			0-14 dni	2-4 tygodnie	5-9 tygodni	9 tygodni - 6 miesięcy	6-15 miesięcy
Całkowite białko	59.31	54,81	51.3	50,78	53,37	56,5	60,56
Albuminy	27,46	32.16	30.06	29,71	35.1	35.02	36.09
Α1-globulina	3,97	2.31	2.33	2,59	2.6	2.01	2.19
Α1-lipoprotein	2.36	0,28	0,65	0,4	0,33	0,61	0,89
A2-globulina	7.30	4,55	4,89	4,86	5.13	6,78	7,55
Α2-makroglobulina	4.33	4.54	5.17	4,55	3.46	5.44	5,60
Α2-haptoglobin	1,44	0,26	0,15	0,41	0,25	0,73	1.17
Α2-ceruloplazmina	0,89	0,11	0,17	0,2	0,24	0,25	0,39
β-globulina	10,85	4,66	4.32	5.01	5.25	6,75	7.81
Lipoproteina B2	4,89	1.16	2,5	1.38	1.42	2.36	3.26
Β1-syderofilina	4.8	3.33	2.7	2,74	3.03	3,59	3,94
B2-A-globulina, U	42	1	1	3.7	18	19.9	27.6
Β2-M-globulina, U	10.7	1	2,50	3.0	2.9	3.9	6.2
Γ-globulina	10.9	12,50	9,90	9,5	6.3	5.8	7,5

Poziom białka i aminokwasów w organizmie

Jak widać z tabeli, całkowita zawartość białka w surowicy krwi noworodka jest niższa niż u matki, co tłumaczy się aktywną syntezą, a nie prostym filtrowaniem cząsteczek białka przez łożysko od matki. W pierwszym roku życia całkowita zawartość białka w surowicy krwi spada. Szczególnie niskie wskaźniki obserwuje się u dzieci w wieku 2-6 tygodni, a od 6 miesiąca życia obserwuje się stopniowy wzrost. Jednak w wieku szkoły podstawowej zawartość białka jest nieco niższa niż średnia u dorosłych, a odchylenia te są bardziej wyraźne u chłopców.

Wraz z niższą zawartością całkowitego białka, odnotowuje się również niższą zawartość niektórych jego frakcji. Wiadomo, że synteza albuminy zachodząca w wątrobie wynosi 0,4 g/(kg-dzień). Przy prawidłowej syntezie i eliminacji (albumina częściowo dostaje się do światła jelita i jest ponownie wykorzystywana; niewielka ilość albuminy jest wydalana z moczem), zawartość albuminy w surowicy krwi, oznaczona elektroforezą, wynosi około 60% białek surowicy. U noworodka odsetek albuminy jest nawet stosunkowo wyższy (około 58%) niż u matki (54%). Jest to oczywiście wyjaśnione nie tylko syntezą albuminy przez płód, ale także jej częściowym transferem przezłożyskowym od matki. Następnie w pierwszym roku życia następuje spadek zawartości albuminy, równolegle do zawartości całkowitego białka. Dynamika zawartości γ-globuliny jest podobna do dynamika albuminy. Szczególnie niskie wartości γ-globuliny obserwuje się w pierwszej połowie życia.

Wyjaśnia się to rozpadem γ-globulin otrzymanych od matki drogą przezłożyskową (głównie immunoglobulin spokrewnionych z β-globuliną). 

Synteza własnych globulin u dziecka dojrzewa stopniowo, co tłumaczy się ich powolnym wzrostem wraz z wiekiem. Zawartość α1, α2- i β-globulin różni się stosunkowo niewiele od zawartości u dorosłych.

Główną funkcją albumin jest odżywcza i plastyczna. Ze względu na niską masę cząsteczkową albumin (mniej niż 60 000) mają one istotny wpływ na ciśnienie koloidowo-osmotyczne. Albuminy odgrywają znaczącą rolę w transporcie bilirubiny, hormonów, minerałów (wapnia, magnezu, cynku, rtęci), tłuszczów itp. Te teoretyczne przesłanki są wykorzystywane w klinice w leczeniu hiperbilirubinemii, charakterystycznej dla okresu noworodkowego. W celu zmniejszenia bilirubinemii wskazane jest wprowadzenie czystego preparatu albuminy, aby zapobiec toksycznym skutkom dla ośrodkowego układu nerwowego - rozwojowi encefalopatii.

Globuliny o dużej masie cząsteczkowej (90 000-150 000) to złożone białka, które zawierają różne kompleksy. α1- i α2-globuliny obejmują muko- i glikoproteiny, co znajduje odzwierciedlenie w chorobach zapalnych. Główną część przeciwciał stanowią γ-globuliny. Bardziej szczegółowe badanie γ-globulin wykazało, że składają się one z różnych frakcji, których zmiana jest charakterystyczna dla wielu chorób, czyli mają również wartość diagnostyczną.

Badanie zawartości białka i tzw. spektrum, czyli wzoru białkowego krwi, znalazło szerokie zastosowanie w klinice.

U zdrowej osoby przeważają albuminy (około 60% białka). Stosunek frakcji globulin jest łatwy do zapamiętania: α1- 1, α2-2, β-3, y-4 części. W ostrych chorobach zapalnych zmiany formuły białkowej krwi charakteryzują się wzrostem zawartości α-globulin, zwłaszcza ze względu na α2, przy prawidłowej lub nieznacznie podwyższonej zawartości y-globulin i zmniejszonej ilości albumin. W przewlekłym zapaleniu obserwuje się wzrost zawartości y-globuliny przy prawidłowej lub nieznacznie podwyższonej zawartości α-globuliny, spadku stężenia albuminy. Podostre zapalenie charakteryzuje się jednoczesnym wzrostem stężenia α- i γ-globulin przy spadku zawartości albumin.

Pojawienie się hipergammaglobulinemii wskazuje na przewlekły okres choroby, hiperalfaglobulinemia - zaostrzenie. W organizmie człowieka białka są hydrolitycznie rozkładane przez peptydazy do aminokwasów, które w zależności od potrzeby są wykorzystywane do syntezy nowych białek lub są przekształcane w ketokwasy i amoniak poprzez deaminację. U dzieci zawartość aminokwasów w surowicy krwi zbliża się do wartości typowych dla dorosłych. Dopiero w pierwszych dniach życia obserwuje się wzrost zawartości niektórych aminokwasów, co zależy od sposobu żywienia i stosunkowo niskiej aktywności enzymów biorących udział w ich metabolizmie. Pod tym względem aminoacyduria u dzieci jest wyższa niż u dorosłych.

U noworodków obserwuje się fizjologiczną azotemię (do 70 mmol/l) w pierwszych dniach życia. Po maksymalnym wzroście w 2-3 dniu życia poziom azotu spada i w 5-12 dniu życia osiąga poziom osoby dorosłej (28 mmol/l). U wcześniaków poziom azotu resztkowego jest wyższy, im niższa jest masa ciała dziecka. Azotemia w tym okresie dzieciństwa wiąże się z wycięciem i niedostateczną funkcją nerek.

Zawartość białka w żywności znacząco wpływa na poziom azotu resztkowego we krwi. Tak więc przy zawartości białka 0,5 g/kg w żywności stężenie mocznika wynosi 3,2 mmol/l, przy 1,5 g/kg - 6,4 mmol/l, przy 2,5 g/kg - 7,6 mmol/l. W pewnym stopniu wydalanie końcowych produktów metabolizmu białek w moczu służy jako wskaźnik odzwierciedlający stan metabolizmu białek w organizmie. Jednym z ważnych końcowych produktów metabolizmu białek - amoniak - jest substancja toksyczna. Jest on neutralizowany:

• poprzez wydalanie soli amonowych przez nerki;
• przekształcenie w nietoksyczny mocznik;
• wiązanie kwasu α-ketoglutarowego do glutaminianu;
• wiązanie się z glutaminianem pod wpływem enzymu syntetazy glutaminy do glutaminy.

U dorosłych produkty przemiany azotu wydalane są z moczem, głównie w postaci mało toksycznego mocznika, który jest syntetyzowany przez komórki wątroby. U dorosłych mocznik stanowi 80% całkowitej ilości wydalanego azotu. U noworodków i dzieci w pierwszych miesiącach życia odsetek mocznika jest niższy (20-30% całkowitego azotu w moczu). U dzieci poniżej 3 miesiąca życia wydalane jest 0,14 g/(kg • dzień) mocznika, 9-12 miesięcy - 0,25 g/(kg • dzień). U noworodków znaczną część całkowitego azotu w moczu stanowi kwas moczowy. Dzieci poniżej 3 miesiąca życia wydalają 28,3 mg/(kg • dzień), a dorośli - 8,7 mg/(kg • dzień) tego kwasu. Jego nadmiar w moczu jest przyczyną zawałów nerek z powodu kwasu moczowego, które obserwuje się u 75% noworodków. Ponadto organizm małego dziecka wydala azot białkowy w postaci amoniaku, który w moczu stanowi 10-15%, a u osoby dorosłej – 2,5-4,5% całkowitego azotu. Wynika to z faktu, że u dzieci w pierwszych 3 miesiącach życia funkcja wątroby nie jest dostatecznie rozwinięta, więc nadmierne obciążenie białkiem może prowadzić do pojawienia się toksycznych produktów przemiany materii i ich gromadzenia się we krwi.

Kreatynina jest wydalana z moczem. Wydalanie zależy od rozwoju układu mięśniowego. Wcześniaki wydalają 3 mg/kg kreatyniny dziennie, donoszone niemowlęta wydalają 10-13 mg/kg, a dorośli wydalają 1,5 g/kg.

Zaburzenie metabolizmu białek

Wśród różnych chorób wrodzonych opartych na zaburzeniach metabolizmu białek znaczną część stanowią aminoacidopatie, które opierają się na niedoborze enzymów biorących udział w ich metabolizmie. Obecnie opisano ponad 30 różnych form aminoacidopatii. Ich objawy kliniczne są bardzo zróżnicowane.

Relatywnie częstym objawem aminoacidopatii są zaburzenia neuropsychiatryczne. Opóźnienie rozwoju neuropsychiatrycznego w postaci różnego stopnia oligofrenii jest charakterystyczne dla wielu aminoacidopatii (fenyloketonuria, homocystynuria, histydynemii, hiperamonemii, cytrulinemii, hiperprolinemii, choroby Hartnupa itp.), co potwierdza ich wysoka częstość występowania, przewyższająca tę w populacji ogólnej dziesiątki i setki razy.

Zespół drgawkowy często występuje u dzieci cierpiących na aminoacidopatie, a drgawki często pojawiają się w pierwszych tygodniach życia. Często obserwuje się skurcze zginaczy. Są one szczególnie charakterystyczne dla fenyloketonurii, a także występują w przypadkach zaburzeń metabolizmu tryptofanu i witaminy B6 (pirydoksyny), glicynozy, leucynozy, prolinurii itp.

Często obserwuje się zmiany napięcia mięśniowego w postaci niedociśnienia (hiperlysinemia, cystynuria, glycynoza itp.) lub odwrotnie, nadciśnienia (leucynoza, hiperurykemia, choroba Hartnupa, homocystynuria itp.). Zmiany napięcia mięśniowego mogą okresowo wzrastać lub spadać.

Opóźniony rozwój mowy jest charakterystyczny dla histydynemii. Zaburzenia widzenia często występują w aminoacidopatiach aromatycznych i zawierających siarkę aminokwasów (albinizm, fenyloketonuria, histydynemi), odkładanie się pigmentu - w alkaptonurii, zwichnięcie soczewki - w homocystynurii.

Zmiany skórne w aminoacidopatiach nie są rzadkością. Zaburzenia pigmentacji (pierwotne i wtórne) są charakterystyczne dla albinizmu, fenyloketonurii, a rzadziej histydynemii i homocystynurii. W fenyloketonurii obserwuje się nietolerancję nasłonecznienia (oparzenia słoneczne) przy braku opalenizny. Skóra pelagroidalna jest charakterystyczna dla choroby Hartnupa, a egzema jest charakterystyczna dla fenyloketonurii. Kruchość włosów obserwuje się w arginino-bursztynianowej aminoacydurii.

Objawy żołądkowo-jelitowe są bardzo powszechne w aminoacidemii. Trudności w jedzeniu, często wymioty, są charakterystyczne dla glicynozy, fenyloketonurii, tyrozynozy, cytrulinemii itp. niemal od urodzenia. Wymioty mogą być napadowe i powodować szybkie odwodnienie i stan senności, czasami śpiączkę z drgawkami. Przy wysokiej zawartości białka wymioty nasilają się i stają się częstsze. Przy glicynozy towarzyszy jej ketonemia i ketonuria, niewydolność oddechowa.

Często w przypadku aminoacydurii arginino-bursztynianowej, homocystynurii, hipermetioninemii i tyrozynozy obserwuje się uszkodzenie wątroby, aż do rozwoju marskości wątroby z nadciśnieniem wrotnym i krwawieniem z przewodu pokarmowego.

Hiperprolinemii towarzyszą objawy nerkowe (krwiomocz, białkomocz). Mogą być obserwowane zmiany krwi. Niedokrwistość jest charakterystyczna dla hiperlysinemii, a leukopenia i trombocytopatia są charakterystyczne dla glicynozy. Homocystynuria może zwiększać agregację płytek krwi wraz z rozwojem zakrzepicy.

Aminoacidemia może ujawnić się w okresie noworodkowym (leucynoza, glicynoza, hiperamonemia), ale ciężkość schorzenia zwykle wzrasta o 3-6 miesięcy ze względu na znaczną kumulację zarówno aminokwasów, jak i produktów ich zaburzonego metabolizmu u pacjentów. Dlatego tę grupę chorób można słusznie zakwalifikować jako choroby spichrzeniowe, które powodują nieodwracalne zmiany, przede wszystkim w ośrodkowym układzie nerwowym, wątrobie i innych układach.

Wraz z zaburzeniem metabolizmu aminokwasów można zaobserwować choroby oparte na zaburzeniu syntezy białek. Wiadomo, że w jądrze każdej komórki informacja genetyczna znajduje się w chromosomach, gdzie jest kodowana w cząsteczkach DNA. Informacja ta jest przekazywana przez transportowe RNA (tRNA), które przechodzi do cytoplazmy, gdzie jest tłumaczone na liniową sekwencję aminokwasów wchodzących w skład łańcuchów polipeptydowych i zachodzi synteza białek. Mutacje w DNA lub RNA zakłócają syntezę białek o prawidłowej strukturze. W zależności od aktywności konkretnego enzymu możliwe są następujące procesy:

1. Brak formowania się produktu końcowego. Jeśli ten związek jest niezbędny, nastąpi śmiertelny wynik. Jeśli produktem końcowym jest związek mniej ważny dla życia, to te stany ujawniają się natychmiast po urodzeniu, a czasami w późniejszym terminie. Przykładem takiego zaburzenia jest hemofilia (brak syntezy globuliny antyhemofilowej lub jej niska zawartość) i afibrynogenemia (niska zawartość lub brak fibrynogenu we krwi), które objawiają się zwiększonym krwawieniem.
2. Akumulacja metabolitów pośrednich. Jeśli są toksyczne, rozwijają się objawy kliniczne, na przykład w fenyloketonurii i innych aminoacidopatiach.
3. Mniejsze szlaki metaboliczne mogą stać się głównymi i przeciążonymi, a normalnie powstające metabolity mogą się gromadzić i być wydalane w niezwykle dużych ilościach, na przykład w alkaptonurii. Takie choroby obejmują hemoglobinopatie, w których struktura łańcuchów polipeptydowych jest zmieniona. Obecnie opisano ponad 300 nieprawidłowych hemoglobin. Wiadomo zatem, że dorosły typ hemoglobiny składa się z 4 łańcuchów polipeptydowych aapp, które zawierają aminokwasy w określonej kolejności (w łańcuchu α - 141, a w łańcuchu β - 146 aminokwasów). Jest to kodowane w 11. i 16. chromosomie. Zastąpienie glutaminy waliną tworzy hemoglobinę S, która ma łańcuchy α2-polipeptydowe, w hemoglobinie C (α2β2) glicyna jest zastępowana lizyną. Cała grupa hemoglobinopatii objawia się klinicznie spontaniczną lub wywołaną czynnikami hemolizą, zmiennym powinowactwem do transportu tlenu przez hem i często powiększeniem śledziony.

Niedobór czynnika von Willebranda (czynnika naczyniowego lub płytkowego) powoduje zwiększone krwawienie, co jest szczególnie częste wśród populacji szwedzkiej zamieszkującej Wyspy Alandzkie.

Do tej grupy zaliczać należy także różne odmiany makroglobulinemii, a także zaburzenia syntezy poszczególnych immunoglobulin.

Zatem zaburzenia metabolizmu białek można zaobserwować zarówno na poziomie ich hydrolizy i wchłaniania w przewodzie pokarmowym, jak i metabolizmu pośredniego. Należy podkreślić, że zaburzeniom metabolizmu białek zwykle towarzyszą zaburzenia innych typów metabolizmu, ponieważ niemal wszystkie enzymy zawierają składnik białkowy.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]