НАРУШЕНИЕ КОНЕЧНОГО ЭТАПА БЕЛКОВОГО ОБМЕНА
Основными конечными продуктами белкового обмена являются аммиак и мочевина. Аммиак образуется во всех органах и тканях в процессе окислительного дезаминирования аминокислот и, соединяясь с глютаминовой кислотой (реакция амидирования, т.е. присоединение аммиака к карбоксильной группе), превращается в глютамин и транспортируется в печень. Там аммиак освобождается из глютамина и включается в орнитиновый цикл с образованием мочевины или выводится из организма почками в составе аммонийных солей.
Благодаря обратимой реакции: «глютаминовая кислота + аммиак = глютамин», осуществляется обезвреживание аммиака и доставка его от места образования к месту окончательного, необратимого связывания. Именно этот механизм связывания аммиака играет важнейшую роль в обменных процессах головного мозга, поскольку возбуждение ЦНС всегда сопровождается усиленным образованием в ней аммиака за счет дезаминирования адениловой кислоты. В обычных условиях весь образовавшийся аммиак в нервной системе связывается с глютаминовой кислотой (ее содержание в мозге в 10 раз выше, чем в крови) и транспортируется в печень для синтеза мочевины.
В условиях патологии (например, при резком и продолжительном возбуждении ЦНС) количество образующегося аммиака превосходит возможности его связывания, что приводит к повышению его концентрации в головном мозгу и вызывает нейротоксикоз. Кроме того, длительное возбуждение сопровождается не только значительным освобождением аммиака, но и снижением активности ферментов, обеспечивающих амидирование глютаминовой кислоты.
Следующее проявление нарушений образования конечных продуктов белкового обмена — это нарушение образования мочевины. Различают абсолютную и относительную недостаточность мочевинообразования.
Абсолютная недостаточность мочевинообразования. Пониженное образование мочевины в печени характерно для паренхиматозных поражений (гепатиты, застой), цирроза печени, гипопротеинемии и других форм общей белковой недостаточности. Определяющую роль в пониженном образовании мочевины играет нарушение ферментных систем, участвующих в орнитиновом цикле и реакциях переаминирования и окислительного дезаминирования, а также при дефиците в гепатоцитах АТФ, необходимого для синтеза мочевины. Вследствие нарушения мочевинообразования (об этом свидетельствует снижение в крови концентрации мочевины) в тканях и крови накапливается аммиак. Главным проявлением аммиачной интоксикации является нарушение функций ЦНС: спутанность сознания, возбуждение, которое сменяется сонливостью. При дальнейшем нарастании аммиачной интоксикации развивается кома, появляются конвульсии и наступает смерть. Аммиак оказывает как прямое повреждающее действие на нейроны, так и усиленно связывает глютаминовую кислоту, которая в подобных ситуациях начинает образовываться за счет переаминирования других аминокислот из а-кетоглутаровой. Таким образом, из цикла Кребса изымается а-кетоглутарат, вследствие чего нарушаются окислительные процессы, страдает биоэнергетика головного мозга.
Относительная недостаточность мочевинообразования и дезаминирования аминокислот может возникать при повышенном распаде белков в организме, что характерно для раковой кахексии, раневого истощения, интоксикации и т.д.
Интенсивный распад белка сопровождается увеличением в сыворотке крови аминокислот, аммиака и полипептидов. Последние могут вызывать повышение проницаемости капилляров, шунтирование кровотока в малом круге, снижение АД, ваготропную брадикардию.
Таким образом, при повышенном образовании продуктов белкового распада и при недостаточности дезаминирующей и мочевинообразовательной функции печени нарушается образование конечных продуктов белкового обмена, что сопровождается гиперазотемией с количественным изменением компонентов остаточного азота крови: отмечается увеличение содержания азота аминокислот, аммиака и полипептидов при относительном или абсолютном уменьшении содержания азота мочевины. Такой вид гиперазотемии называют продукционной.
При нарушении выделительной функции почек (нефрит, гломерулонефрит и др.) происходит задержка мочевины и других азотистых продуктов (особенно мочевины) в крови. В этом случае говорят о почечной (ретенционной) гиперазотемии.
Крайней степенью нарушения экскреции азотистых метаболитов является уремия, при которой уровень остаточного азота крови может увеличиваться в 10—20 раз. Сама мочевина не обладает токсическими свойствами, но другие компоненты остаточного азота (аммиак, полипептиды, фенольные соединения, поступающие в кровь из кишечника) в высоких концентрациях очень токсичны. Интоксикации этими веществами способствует ослабление обезвреживающей функции печени при увеличенном поступлении продуктов бактериального расщепления белка, что может быть следствием выделения мочевины и других азотистых продуктов при их высокой концентрации в крови с желчью в двенадцатиперстную кишку. Попавшие с желчью в кишечник азотистые шлаки нарушают его секреторную и моторную функцию (нефротические диспепсии), повышают проницаемость кишечной стенки и ее капилляров.
При сочетанном поражении печени и почек нарушается как образование, так и выделение конечных продуктов белкового обмена. Примером такого сочетанного продукционного и ретенционного механизма гиперазотемии служит гипохлоремическая гиперазотемия. Ее механизм: при обильной потере хлора (неукротимая рвота беременных, рвота при стенозе привратника и кишечной непроходимости, рвота при диабетической коме) происходит также потеря и натрия с развитием обезвоживания и усиленным распадом белка (в условиях эксикоза). Сгущение крови и накопление в ней азотистых продуктов обмена повышает ее коллоидно-осмотическое давление и понижает гидростатическое, что приводит к уменьшению фильтрационного давления в почечных клубочках, снижению выделительной функции почек и развитию гиперазотемии.