Ферментопатии. Метаболические блокады

Общие механизмы регуляции обменных процессов.

Этапы обмена веществ в организме человека.

1.Питание

2.Пищеварение.

3.Транспорт.

4.Межуточный обмен (внутриклеточные превращения химических веществ, собственно метаболизм).

5.Выделение конечных продуктов метаболизма.

Интеграция метаболизма осуществляется принципиальным сходством мехнизмов регуляции превращения отдельных химических соединений.Эти механизмы включают в себя:

- наличие химических реакций и энзимов, лимитирующих метаболические пути;

- аллостерический характер регуляции ключевых энзимов;

- использование общих коферментов;

- наличие общих метаболитов;

- возможность взаимопревращений через общие метаболиты;

- принципиально одинаковые механизмы гормональной регуляции.

При любой форме патологии различные химические реакции изменяются разнонаправленно: так инсулинзависимом сахарном диабете усиливается глюконеогенез и распад гликогена, но тормозятся цикл Кребса и пентозный путь. При фенилкетонурии тормозится образование меланина, но усиливается продукция фенилэтиламина и т.д.

Для регуляции обмена веществ эволюционно сформировались

различные механизмы, влияющие на каталитическую активность энзимов и аффинитет распознающих белков.

Эти формы контроля основаны на химической сигнализации субстратами, ионами, гормонами, нейротрансмиттерами, аутокоидами и антителами.

Регуляторные механизмы обмена веществ таковы, что при обеспечении поддержания динамической оптимальности внутренней среды (гомеореза), они могут минимальными информационными воздействиями обеспечивать осуществление целого ансамбля запрограммированных материально-энергетических сдвигов. Это позволяет метаболизму быть гибким и достигать технологических

целей в разных условиях и при различном сырье, при максимуме К.П.Д. и минимуме побочных продуктов.

Скорость превращений в большей части метаболических путей зависит от концентрации и активности определенных ферментов.Практически в каждом метаболическом пути имеется такая реакция, от скорости которой зависит скорость всего пути (лимитирующая реакция).Соотвественно существует и фермент, катализирующий лимитирующую реакцию.Этот фермент (ключевой фермент) – объект регулирования скорости метаболического пути.Такие ферменты практически всегда регулируются аллостерически. Их активность ограничивается ростом концентрации одного из конечных продуктов реакции, чаще одного из стратегических продуктов.

Активность и количество ферментов контролируется гормонами с помощью универсальных механизмов.

Активность ферментов определяется доступностью кофакторов, частности витаминов и ионов.

Ферментопатия (энзимопатия) – это отсутствие какого-либо фермента, снижение или нерегулируемое усиление его активности, приводящее к метаболическим расстройствам. Ферментопатии бывают наследственные (врожденные) и приобретенные.

Наследственные (врожденные) ферментопатии – патология, обусловленная мутацией структурных генов.

Причины приобретенных ферментопатий:

-нарушение биосинтеза белковой части фермента (белковое голодание, дефицит аминокислот, энергии, нарушения процессов трансляции);

-недостаток коферментов (гипо- и авитаминозы, нарушения обмена ионов)

-накопление ингибиторов ферментов (соединения ртути, свинца, цианиды и др.)

Фетментопатии приводят к метаболическим блокам. Последствиями метаболических блоков могут быть самые разнообразные патологические проявления.Последствия дефекта на уровне организма зависят от степени остаточной активности фермента, роли заблокированного метаболического пути, наличия альтернативных путей метаболизма, степени токсичности метаболита, накапливающегося вследствие блокады метаболического процесса.

В ряде случаев энзимдефект клинически проявляется в виде болезни (сахарный диабет,гликогенозы, фенилкетонурия, альбинизм, болезнь Хартнупа и т.д. - наследственные или врожденные энзимопатии, молекулярные болезни), в отдельных случаях –приводит к снижению адаптивных свойст организма и служит причиной предрасположенности к заболеванию.

Изменения метаболизма и функционирования физиологических систем организма могут быть связаны с нарушением продукции не только ферментов, но и того или иного неферментного белка. В отдельных случаях – это множественные дефекты, включающие в себя отсутствие или дефицит ферментных и неферментных белков (нарушение свертывания крови).Наиболее часто имеют место дефекты (врожденные и приобретенные) нижеперечисленных неферментативных белков:

-белки плазмы крови;

- белки системы гемостаза и антигемостаза;

- гемоглобин;

- иммуноглобулины;

- белки системы комплемента;

- белки калликреин-кининовой системы.

Дата добавления: 2015-06-04