3. Патология аминокислотного обмена

Одной из форм нарушения обмена веществ является патология аминокислотного обмена. Нарушения бывают приобретенные и генетические, и могут быть связаны с поступлением, распределением, синтезом и распадом аминокислот. Причины нарушений поступления могут быть обусловлены избытком или недостатком субстрата (полное или белковое голодание, несбалансированный состав пептидов и т.д.) и фермента, участвующего в его превращении. Недостаточное поступление или полное отсутствие незаменимых аминокислот приводит к серьезным последствиям для организма. Так, в регионах, где употребляют в пищу преимущественно злаки (которые бедны триптофаном и лизином), распространены такие заболевания как кахексия и квашиоркор (детская дистрофия). Квашиоркор развивается при переводе ребенка с грудного молока на обедненную белком крахмальную диету. Недостаток незаменимых аминокислот вызывает не только общие нарушения биосинтеза белка в организме в целом, но и избирательно нарушает образование отдельных белков. Дефицит гистидина приводит к снижению концентрации гемоглобина, недостаток валина вызывает задержку роста, похудание и т.д. Заменимые аминокислоты существенно влияют на потребность в незаменимых. Некоторые заменимые аминокислоты становятся незаменимыми, если они не поступают с пищей, потому что организм не справляется с быстрым их синтезом. Можно предположить, что заменимые аминокислоты могут оказаться более важными, так как зависимость их поступления с пищей является более благоприятной для выживания, чем способность организма синтезировать их. При их биосинтезе центральное место принадлежит трем ферментам: глутаматдегидрогеназе, глутаминсинтетазе и трансаминазам, которые осуществляют включение аммиака в α-аминогруппы аминокислот.

Выделяют «врожденные ошибки обмена» или протеинопатии - это результат либо полного отсутствия белка, либо снижения его биологической активности. В большинстве случаев речь идет о дефектах ферментов. Когда фермент, в норме работающий на определенном этапе обмена, функционально не активен, можно ожидать либо накопления субстрата, вовлеченного в аномальную ферментативную реакцию, либо отсутствия или снижения образования продукта в ходе определенной реакции. На самом деле в организме реализуются обе возможности. Помимо этого могут образовываться необычные метаболиты, редко встречающиеся у нормальных индивидуумов, т.к. организм стремится избавиться от субстратов, накапливающихся вследствие дефекта.

В основе других нарушений обмена лежат наследственные дефекты структурных и транспортных белков, а также субъединиц функционирующих белков.

Нарушения обмена аминокислот могут быть связаны не только с дефектами генетических структур, но и с системами, регулирующими эти процессы на клеточном уровне и уровне органов и систем в целом. Речь идет о различных метаболитах и нервно-гуморальной регуляции, оказывающих существенное влияние на обмен аминокислот.

Нарушения распределения аминокислот могут быть обусловлены дефектом транспорта - внутриклеточного, межклеточного и мембранного.