Расстройства переваривания и всасывания белков в желудочно кишечном тракте

Различные нарушения белкового обмена часто связаны с нарушениями переварива­ния пищевых белков в желудочно-кишеч­ном тракте (см. «Патофизиология пищева­рения»). Они могут возникнуть вследствие нарушений всасывания продуктов перевари­вания пищевых белков из желудочно-ки­шечного тракта. Наконец, изменения обмена белков в организме могут быть связаны с нарушениями усвоения продуктов перева­ривания клетками и тканями организма при различных заболеваниях, а также с изме­нениями условий выведения этих продуктов из организма.

В механизме различных нарушений бел­кового обмена ведущую роль, конечно, игра­ют нарушения активности ферментов, опре­деляющие ту или иную фазу распада пище­вых белков, а также синтеза собственных (нормальных или патологических) белков в организме здорового или больного человека. Так, например, при синдроме белкщзо-энерге-тической недостаточности (см. ниже) распад собственных белков осуществляется протео-литическими ферментами (протеазы, пепти-дазы) и регулируется нервными и гормо­нальными факторами. Специальные виды ферментов управляют обменом отдельных аминокислот на клеточном и молекулярном уровнях (аминацидоксидазы, дезаминазы, трансаминазы, декарбоксилазы и мн. др.).

Нарушения обмена белков в организме больного человека и животных могут возни­кать вследствие:

1) количественных из­менений поступающих в организм белков;

2) изменений качественного состава (амино­кислотного) принимаемых белков.

Наруше­ния количественного состава принимаемых с пищей белков возможны в двух видах:

1) увеличения количества принимаемых бел­ков;

2) уменьшения количества принимае­мых белков (белково-энергетичеСкая недоста­точность).

Увеличение количества принимаемых с пищей белков возникает при неправильно организованной диете (обжорство), а также при некоторых патологических состояниях (поражение гипоталамуса, сахарный диабет и др.). При перекармливании пищевыми белками большая нагрузка на пищеваритель­ные ферменты меняет соотношение в систе­мах ферменты — субстраты и соответственно изменяет эффективность ферментативного переваривания поступивших в организм бел­ков.

Белковое перекармливание вызывает положительный азотистый баланс и задерж­ку некоторой части продуктов обмена белков (аминокислот) в организме. Следует учиты­вать, что часть задерживаемого белка оста­ется в организме в виде «циркулирую­щего» белка в жидких тканевых средах. Однако большая часть этих белков сгорает и вызывает теплообразование. Оно называ­ется, как известно, специфическим динами­ческим действием белка. Поэтому вызвать значительное увеличение массы тела живот­ного или человека путем перекармливания белками не представляется возможным. В связи с этим для «откармливания» живот­ных (свиньи, гуси) используется главным образом углеводная диета. Субъективно из­быточное белковое питание вызывает отвра­щение к белковой пище и отказ ее при­нимать. При различных патологических сос­тояниях возможны нарушения азотистого баланса. Последний представляет собой раз­ность между количеством принимаемого с пи­щей белка (азота) и количеством выделяе­мых азотосодержащих конечных продуктов обмена в моче и кале (мочевина, мочевая кислота, аминокислоты, аммиачные соли, креатинин и др.).

В случаях, когда количество получаемого азота с пищей превосходит количество азотсодержащих продуктов распада белков в организме, говорят о положительном белко­вом или азотистом балансе. В случаях, когда количество выделяемых азотистых продуктов превосходит количество получае­мого с пищей азота, говорят об отрица­тельном азотистом балансе.

Положительный азотистый и белковый ба­ланс возникает при многих физиологических (рост, беременность) и патологических сос­тояниях. В нормальных условиях у взрослого человека в сутки распадается примерно 1 г белка на 1 кг массы тела за счет процессасинтеза новых тканевых белков из аминокис­лот, поступающих после переваривания и всасывания’ пищевых белков. Этот процесс называется самообновлением белков тела. Процесс восстановления белков тела усили­вается после голодания или кровопотери. Его называют регенерационным процессом син­теза белка. Увеличение синтеза белка и по­ложительный белково-азотистый баланс воз­никают также при заболеваниях, сопровож­дающихся увеличением белковой массы боль­ного. К таковым относятся некоторые болез­ни крови (лейкозы, полицитемия), гигант­ские «доброкачественные» опухоли, при которых в организме накапливается опре­деленное количество опухолевого белка. Не­которое значение с точки зрения увеличения синтеза белковых веществ могут иметь па­тологические состояния, связанные с увели­чением внешней или внутренней секреции желез (С. М. Лейтес,. Н. Н. Лаптева).

Недостаточность поступления в организм пищевых белков выражается в виде синдро­ма1 белково-энергетической недостаточности, претерпевающего три стадии развития (табл. 18). Белково-энергетическая недостаточность характеризуется рядом клинических, био­химических, патологоанатомических приз­наков (см. разд. 9.2). Недостаток поступления белка в пищу, или белковое голодание, сопровождается от­рицательно выраженным белковым балан­сом, т. е. количество выделяемых продук­тов обмена белков в организме превосхо­дит количество поступающих с пищей бел­ков. Различные степени белково-энергетичес­кой недостаточности возникают при многих инфекциях и интоксикациях (туберкулез, острые бактериальные инфекции, вирусные инфекции, глистные инвазии и др.). Важ­ной особенностью нарушений белкового обме­на при инфекциях является увеличение выделения с мочой азота аминокислот (ами-ноацидурия). Источником азотистых продук­тов, выделяемых при заболеваниях, являются скелетные мышцы, а также печень, в которой активируются процессы глюконеоге-неза из аминокислот. Качественные изменения белкового об­мена возникают при питании неполноценны­ми по аминокислотному составу белками. Известно, что человек и высшие обезьяны не в состоянии синтезировать некоторые ами­нокислоты (фенилаланин, валин, триптофан, метионин, лизин, лейцин, треонин, изолей-цин)1. Эти аминокислоты называют незаме­нимыми, или эссенциальными. Белки, не сот держащие какую-либо из указанных амино­кислот, являются биологически неполноцен­ными, и употребление их в пищу вызы­вает различные патологические состояния. Например, белок глиадин из пшеницы со­держит очень мало (0,92 %) лизина. Кор­мление глиадином растущих крыс вызывает остановку их роста. Добавление таким кры­сам в пищу глицинина из бобов сои, со­держащих много лизина (9,0 %), быстро вос­станавливает их рост. Очень мало содер­жится в казеине цистина (0,31 %), и корм­ление животных этим белком вызывает выпадение волос, повреждение когтей. До­бавление в пищу другого белка из коровь­его молока — лактальбумина, в котором цис­тина больше (1,73 %), оказывает лечебное действие. Аналогичные ситуации можно наблюдать и по отношению к другим неза­менимым аминокислотам. Например, в жела­тине содержится очень мало триптофана и тирозина. В то же время эти аминокис­лоты необходимы для синтеза гормонов адреналина и тироксина, а также для син­теза медиатора серотонина. Некоторые неза­менимые аминокислоты могут заменять одна другую, например гистидин и аргинин и т. д. Биологическая ценность белков пищевых ве­ществ имеет значение, таким образом, в определении состава различных диет с лечеб­ной и профилактической целью.

Переваривание белков начинается в желудке, где соляная кислота (продуцируемая обкладочными клетками): 1. вызывает денатурацию и набухание белков, 2. активирует пепсиногены в пепсины (их 7 видов: 5 из них (первая группа) образуются в своде желудка, 2 (вторая группа) в пилорической части желудка и начальной части двенадцатиперстной кишки), 3. обладает антибактерицидным действием. Протеазы желудочного сока расщепляют белки до крупных полипептидов, аминокислот же образуется очень мало. При многих заболеваниях ЖКТ, а также других систем, нарушается секреция соляной кислоты и пепсиногенов в желудке. Эти изменения могут происходить не обязательно параллельно. Чаще повышается или снижается содержание соляной кислоты. Нарушение секреции пепсиногенов свидетельствует о более тяжёлом повреждении желудка. Если нет секреции пепсиногенов, то и нет секреции соляной кислоты. Полное отсутствие соляной кислоты обычно – наблюдается при атрофических гастритах (при этом, как правило, отсутствуют и пепсиногены, т.е. не образуется желудочный сок –желудочная ахилия), резекции желудка по поводу язвы, опухоли и др.

Переваривание белков в двенадцатиперстной кишке.

В поджелудочном соке содержатся неактивные протеазы: трипсиноген, химотрипсиноген, прокарбоксипептидазы А и В, проэластаза.

Активация трипсиногена в трипсин происходит под действием энтерокиназы (выделяемой клетками кишечника). Активацию трипсиногена также вызывает трипсин, процесс ускоряется ионами Са2+. После этого все другие протеазы поджелудочного сока активируются трипсином и в результате получаются ферменты: химотрипсин, карбоксипептидазы А и В, эластаза. Последний этап переваривания белков происходит при участии ферментов, синтезируемых клетками кишечника, аминопептидаз и дипептидаз. В кровь из кишечника переваренные белки поступают в виде аминокислот. У взрослых людей из кишечника всасываются только аминокислоты. У новорождённых и грудных детей первых 2-3 месяцев жизни (особенно у недоношенных) возможно всасывание коротких пептидов, в том числе и антигенных. Иммуноглобулины в этом периоде жизни ребёнка проходят через кишечный барьер, поддерживая пассивный иммунитет (например, антитела материнского молозива, в котором содержится ингибитор трипсина, предохраняющий иммуноглобулины от быстрого гидролиза). Нарушения всасывания аминокислот из кишечника самые разнообразные: врождённые (например, цистинурия), приобретённые – отравление тяжёлыми металлами: медью, ртутью, кадмием, ураном и др.. Глюкоза и другие гексозы в высокой концентрации ингибируют всасывание аминокислот из кишечника в кровь. Аминокислоты в проксимальном сегменте нефрона реабсорбируются на 99%. Причины аминацидурии:

1. При перекорме белками, печёночная недостаточность с нарушением дезаминирования и / или переаминирования аминокислот, гиповитаминозы В1, В2, В5.

2. Конкурентное ингибирование одной аминокислотой реабсорбции и метаболизма других аминокислот.

3. Дефект транспорта аминокислот в почечных канальцах.

Нарушение переваривания белка в ЖКТ даёт симптомы креатореи. В норме в фекалиях имеются лишь переваренные остатки мышечных волокон, имеющих вид желтоватых глыбок. При креаторее в кале присутствуют непереваренные мышечные волокна, сохранившие поперечную исчерченность. Наиболее частые причины креатореи: желудочная ахилия, панкреатическая ахилия, ускоренная кишечная перистальтика, иммунопатологические энтериты, белковое голодание, соя и другие бобовые содержат ингибиторы протеаз, наследственный дефект энтерокиназы, стресс. Нарушение переваривания и всасывания белков в ЖКТ осложняется образованием токсинов, аутоинтоксикацией, диареей. Эти соединения токсичны, с неприятным фекальным запахом и не лишены канцерогенной активности. Все токсины: индол, скатол, скатоксил, индоксил, фенол, крезол через систему v. рorta обезвреживаются здоровой печенью и далее экскретируются с мочой. При кишечной аутоинтоксикации продуктами гниения белков могут быть колебания артериального давления, головная боль, анемия, миокардиодистрофия, снижение аппетита, нарушение жлудочной секреции, в тяжёлых случаях – вплоть до угнетения дыхания, сердечной деятельности и даже комы. Именно о наличие кишечных токсинов имеется в виду в афоризме И.И.Мечникова “Чем длиннее толстые кишки, тем жизнь короче”.

2.Причины нарушения синтеза белка:

1.Дефицит анаболических гормонов.

Анаболические гормоны:

а) СТГ ускоряет синтез белка в печени, внутренних органах, скелетных мышцах, костях, хрящах, прямо увеличивая захват аминокислот клетками. Тиреодные гормоны, инсулин, андрогены пермиссивно способствуют эффектам СТГ на метаболизм белка.

б) Инсулин стимулирует синтез белка в печени, почках, миокарде, скелетных мышцах, костном мозге. Механизм действия инсулина: прямая стимуляция сборки рибосом и трансляция, усиление активного транспорта аминокислот в клетки, торможение глюконеогенеза в печени из аминокислот. Тиреоидные гормоны стимулируют выработку инсулина, глюкокортикоиды – тормозят.

в) Глюкокортикоиды усиливают синтез альбуминов в печени.

г) Андрогены проявляют СТГ-зависимый анаболический эффект на синтез белка в мышцах, скелете, мужских половых органах, коже, меньше в почках и мозге.

д) Эстрогены стимулируют синтез белка в костях, в женских половых органах, в молочных железах.

2. Кроме того, синтез белка нарушается при недостатке энергии АТФ (если почему-то ослаблено окисление в цикле Кребса).

3. При недостатке калия – калий участвует в биохимических реакциях и без него все процессы синтеза белка ослабляются (на 1г синтезированного протеина требуется 20мг К+).

4. Образование отдельных белков страдает при патологии печени. Тогда недостаточно образуются сывороточные белки: альбумины, α- и β – глобулины, факторы свертывания крови.

5. При поражении лимфоидной ткани нарушается образование гамма-глобулинов, являющихся иммуноглобулинами.

6.Нарушение синтеза отдельных белков может быть связано с генетическими дефектами. Так, при гемофилии не образуется VIII фактор свертывания крови, при афибриногенемии – фибриноген.

7.Дефицит какой-либо незаменимой аминокислоты вызывает нарушение синтеза отдельных белков. Так, при недостатке гистидина мало образуется гемоглобина.

3.Причины усиленного распада белка: при увеличении количества протеолитических ферментов и при повышении их активности. То и другое происходит:

1. Под влиянием катаболических гормонов. Катаболические гормоны:

а) глюкокортикоиды вызывают катаболизм белка в лимфоидной, мышечной и соединительной ткани, что сопровождается лимфопенией, атрофией мышц, истончением кожи с образованием стрий, остеопорозом.

б) тироксин ускоряет катаболизм белков крови и внутренних органов, обновляя их.

в) глюкагон вызывает понижение поглощения и увеличение освобождения аминокислот мышцами, тормозит анаболические эффекты СТГ.

2. В условиях повышенной проницаемости мембран лизосом увеличивается содержание протеолитических ферментов за счет их выхода из лизосом.

3. Ацидоз приводит к повышению активности протеолитических ферментов.

Катаболические гормоны Увеличение количества

протеолитических

ферментов

Повышение проницаемости

мембран лизосом Повышение активности

протеолитических

Ацидоз ферментов

4. Старение клеток или их повреждение (токсическими веществами, излучением). Состарившиеся или повреждённые клетки фагоцитируются и все их компоненты, включая белки, деполимеризуются в лизосомах.

5. Денатурация белков (происходит непрерывно с определённой скоростью). Денатурированные белки легко доступные субстраты для протеолитических ферментов.

6.При превращении проферментов в функционально-активные ферменты отщепляемая часть пептидной цепи гидролизуется до аминокислот.

7. Переваривание белков под действием пищеварительных соков (протеаз) в ЖКТ до аминокислот.

4.Потери белка из организмамогут быть:

1. С экссудатом, 2. Через почки, 3. С кровью

С экссудатом может теряться большое количество белка. При гнойных ранах, долго не заживающих, наступает раневое истощение – картина тяжелого дефицита белка. Через почки теряются преимущественно мелкодисперсные белки. Это происходит при нефрозах, при нефротических синдромах. С кровью теряются все сывороточные белки и гемоглобин.