Транспорт аминокислот

Нарушение транспорта аминокислот в почках (цистинурия)

Транспорт аминокислот

Цистинурия – врожденное генетическое заболевание, для которого характерны нарушения аминокислотного транспорта. При заболевании наряду с мочой избыточно вырабатываются двухосновные аминокислоты – лизин, аргинин, орнитин и цистин. При этом нарушается канальцевая реабсорбция этих аминокислот.

Сходные нарушения транспорта наблюдаются в слизистых кишечника. А потому, что лизин очень плохо растворяется, его переизбыток ведет к тому, что в почках, мочевике и  в мочеточниках образовываются камни. Именно они – главный признак и симптом цистинурии.

Данным заболеванием одинаково часто страдают как представители сильного, так и слабого полов.

Наследование происходит по аутосомно-рецессивным типам. Если носительство гетерозиготное, отмечается повышенная выработка цистина с мочой. Но обычно ее не достаточно для того, чтобы сформировались камни. Моча, в которой содержится цистин, обычно имеет зеленовато-желтый окрас.

У цистинурии есть три типа. Каждый из них развивается в силу нарушения транспорта цистина:

  • 1 тип – транспорт цистина и диаминомонокарбоновых аминокислот в кишечнике полностью отсутствует
  • 2 тип – транспорт снижен вдвое в почках и полностью отсутствует в кишечнике
  • 3 тип – почки не транспортируют аминокислоты, а в кишечнике происходит нормальное всасывание.

Как проявляется и диагностируется цистинурия

Цистинурия – является распространенной врожденной аномалией, которую вызывают наследственные дефекты канальцев. Ген, который отвечает за то, что развивается болезнь, является рецессивным.

Чтобы проявилась болезнь, ребенок должен унаследовать по одному такому гену от каждого родителя. Носители данного гена не болеют, но один ген у них нормальный, второй – патологический.

Чаще всего у носителей при мочеиспускании выделяется больше цистина, нежели у здорового человека, но камни при этом формируются достаточно редко.

Самыми частыми симптомами болезни являются частые почечные колики. Особенно страдают от них люди в возрасте 10-30 лет. Из-за обструктивной уропатии нередко развиваются ИМС и недостаточность почек.

Нередко пациенты жалуются на боли в животе, уродинамика у них нарушается, отмечается артериальная гипертензия и нередко – оставание в физическом развитии.

Кроме того, цистинурия характеризуется тем, что в почках и мочевике образовываются цистиновые конкременты. Нередко они превращаются в коралловидные конкременты.

При этом в моче обнаруживается содержание цистина и определяется он желто-коричневыми гексагональными кристаллами.

Цистиновый переизбыток легко вычислить проведением цианиднитропруссидного теста, который определяет содержание цистина более 400 мг/сут (в нормальном состоянии его должно быть не более 30 мг/сут).

Заподозрить, что у пациента имеется цистинурия, доктор может по рецидивирующим образованиям почечных камней. При подозрениях моча больного отправляется на лабораторное исследование. Под микроскопом в ней легко просматриваются кристаллы с шестью углами с желто-коричневым окрасом.

Кроме того, диагноз «цистинурия» ставится на основании определения химического состава камня, УЗИ почек, урографии, анализов и микроскопии мочи, исследования крови.

Терапевтические меры

В лечении цистинурии главные силы должны быть брошены на то, чтобы снизить цистиновые концентрации в моче. Важно поддерживать большие объемы мочи — пациенту следует выпивать не менее 4 литров жидкости в сутки. Только так вода может развести имеющийся цистин.

Запомните: если вам поставлен диагноз «цистинурия» ваше главное лекарство и помощник – вода!

Цистин растворяется в кислой среде, поэтому важно, чтобы рН мочи не был менее 7.5. Чтобы достичь этих показателей, врачи нередко прибегают к защелачиванию мочи – прописывают пациенту гидрокарбонат натрия, полицитраты и ацетазоламид. Правда, в этом случае увеличиваются риски образования щелочных камней.

Немало в вопросе терапии и приверженцев совершенного иного подхода в лечении. Он заключается в том, что пациенту вводится пеницилламин. Вступая в обменные реакции с цистинов, он способствует образованию смешанного дисульфида пеницилламина и цистина.

Это помогает снизить выработку цистина, предупредить образование камней и растворить имеющиеся.

Однако и у этого способа лечения есть существенные «минусы», самым опасным из которых является аллергия, вплоть до сывороточной болезни, иммунного гломерулита и так далее.

Если консервативные методы лечения не приносят желаемого результата, доктор может принять решении и проведении оперативного вмешательства. В особо тяжелых случаях (синдром острой почечной недостаточности) даже требуется трансплантация почки.

Цистинурия и диета

Важное место в лечении цистинурии занимает соблюдение диетических мер. Так, если врач заподозрил или диагностировал у ребенка данное заболевание, это – серьезный повод задуматься о диетотерапии.

Заключается такая диета в ограниченном потреблении продуктов, содержащих аминокислоты метионина. Именно они предшествуют цистину. Из рациона питания полностью исключаются рыба, творог, грибы, белок яичный, сыр.

Другие жиры животного происхождения употреблять можно в малых количествах и только по утрам. Вечером и в обед предпочтение следует отдавать вегетарианскому столу.

Дело в том, что вечером и ночью происходит максимальное накопление в организме цистина.

Наряду с диетическим питанием следует принимать фармакологические препараты – витамины и натриевые соли. При обострениях животные жиры полностью исключаются из рациона, человека «садят» на строгую картофельно-овощную диету, которая длится не менее двух недель. Вот примерное меню пациента в период обострения:

Во время первого завтрака отдайте предпочтение картофельному пюре с салатом (яблоки, морковь, капуста, сметана). Запить завтрак можно кофе.

Во время второго завтрака съешьте отварной картофель с растительным маслом и выпейте стакан отвара шиповника.

На обед приготовьте овощной суп или рагу и компот.

Полдникайте яблоками и зефиром.

Во время ужина съешьте порцию винигрета, кусочек пирога с вареньем и выпейте фруктового сока.

Кроме того, ежедневно разрешается употреблять немного белого хлеба со сливочным маслом.

Во время обострения перед сном рекомендуется пить фруктовые соки, минеральную воду «Боржоми», «Нафтуся»). Это способствует подщелачиванию мочи, что очень важно при заболевании.

Источник: https://urology.propto.ru/article/narushenie-transporta-aminokislot-v-pochkah-cistinuriya

АМИНОКИСЛОТЫ

Транспорт аминокислот

Аминокислоты (синоним аминокарбоновые кислоты) — органические (карбоновые) кислоты, содержащие одну или более аминогрупп; основная структурная часть молекулы белков.

В зависимости от положения аминогруппы в углеродной цепи по отношению к карбоксильной группе (то есть у второго, третьего и так далее углеродных атомов) различают α-, β-, γ-аминокислоты и так далее. Многие Аминокислоты обнаружены в живых организмах в свободном виде или в составе более сложных соединений. Описано ок.

200 различных природных Аминокислоты , среди которых особенно важны около 20, входящих в состав белков (см.). Все найденные в белках Аминокислоты представляют собой α-аминокислоты и отвечают общей формуле: RCH(NH2)COOH, где R — неодинаковый в разных аминокислот радикал, присоединенный ко второму углеродному атому цепи. К этому же углеродному атому присоединена и аминогруппа.

Таким образом, у этого атома углерода 4 неодинаковых заместителя, и он является асимметрическим.

Еще до открытия Аминокислот как особого класса химических веществ французские химики Воклен и Робике (L. W. Vauquelin, P. J. Robiquet, 1806) изолировали из сока спаржи кристаллический аспарагин, представляющий собой амид аспарагиновой кислоты (см.) и входящий в качестве одной из аминокислот в состав белков.

Первая природная аминокислота (цистин) была открыта в 1810 году в мочевых камнях Волластоном (W. Н. Wollaston); в 1819 году Пруст (J. L. Proust), производя опыты по ферментации сыра, выделил кристаллы лейцина. В 1820 году Браконно (Н.

Braconnot) получил из гидролизата желатины глицин, который имел сладкий вкус и был назван клеевым сахаром; лишь впоследствии глицин был отнесен к аминокислотам.

Открытие Браконно сыграло особенно важную роль, поскольку оно явилось первым случаем получения Аминокислот из гидролизата белка; в дальнейшем из гидролизатов белков были выделены и идентифицированы и остальные аминокислоты, содержащиеся в составе белковых молекул.

Аминокислоты обладают рядом общих свойств: это бесцветные, кристаллические вещества, плавящиеся обычно с разложением при сравнительно высоких температурах, сладкие, горьковатые или пресные на вкус.

Аминокислоты являются амфотерными электролитами, то есть образуют соли как с кислотами, так и с основаниями и обладают некоторыми свойствами, характерными и для органических кислот и для аминов.

Природные α-аминокислоты могут вращать плоскость поляризации в разной степени вправо или влево в зависимости от природы аминокислот и условий среды, но все они принадлежат к L-ряду, то есть имеют одинаковую конфигурацию α-углеродного атома и могут рассматриваться как производные L-аланина или, соответственно, L-глицерпнового альдегида.

Разнообразие свойств и характера радикалов различных Аминокислот определяет многообразие и специфические свойства как отдельных аминокислот, так и белковых молекул, в состав которых они входят. Химическое строение и важнейшие свойства природных аминокилот, встречающихся в гпдролизатах белков, приведены в табл. 1.

Таблица 1. Химическое строение и физико-химические свойства наиболее распространенных в живой природе аминокислот

Название Рациональное название Формула Молекулярный вес Температура плавления Растворимость в граммах на 100 г воды при t° 25°
L-Аланинα-Аминопропионовая кислота89,09297° (с разложением)16,51
L-Аргининα-Амино-δ-гуанидинвалериановая кислота174,20238° (с разложением)Легко растворим
L-Аспарагинγ-Амид α-аминоянтарной кислоты132,12236° (с разложением)3,11 (28°)
L-Аспарагиновая кислотаα-Аминоянтарная кислота133,10270°0,50
L-Валинα-Аминоизовалериановая (α-амино-β-метилмасляная) кислота117,15315° (с разложением)8,85
L-Гистидинα-Амино-β-имидазолилпропионовая кислота155,16277° (с разложением)4,29
Глицин (гликокол)Аминоуксусная кислота75,07290° (с разложением)24,99
L-Глутаминδ-Амид-α-аминоглутаровой кислоты146,15185°3,6 (18°)
L-Глутаминовая кислотаα-Аминоглутаровая кислота147,13249°0,843
L-Изолейцинα-Амино-β-метилвалериановая кислота131,17284° (с разложением)4,117
L-Лейцинα-Аминоизокапроновая кислота131,17295° (с разложением)2,19
L-Лизинα-, ε-Диаминокапроновая кислота146,19224° (с разложением)Легко растворим
L-Метионинα-Амино-γ-метилтиомасляная кислота149,21283° (с разложением)3,35
L-Оксипролинγ-Оксипирролидин- α-карбоновая кислота131,13270°36,11
L-ПролинПирролидин-α-карбоновая кислота115,13222°162,3
L-Серинα-Амино-β-оксипропионовая кислота105,09228° (с разложением)5,023
L-Тирозинα-Амино-β-параоксифенилпропионовая кислота181,19344° (с разложением)0,045
L-Треонинα-Амино-β-оксимасляная кислота119,12253° (с разложением)20,5
L-Триптофанα-Амино-β-индолилпр опионовая кислота204,22282° (с разложением)1,14
L-Фенилалавинα-Амино-β-фенилпропионовая кислота165,19284°2,985
L-Цистеинα-Амино-β-тиопропионовая кислота121,15178°
L-ЦистинДи-α-амино-β-тиопропионовая кислота240,29261° (с разложением)0,011

Электрохимические свойства

Обладая амфотерными свойствами (см. Амфолиты), аминокислоты в растворах диссоциируют как по типу кислотной диссоциации (отдавая ион водорода и заряжаясь при этом отрицательно), так и по типу щелочной диссоциации (присоединяя Н-ион и освобождая ион гидроксила), приобретая при этом положительный заряд.

В кислой среде усиливается щелочная диссоциация аминокилот и происходит образование солей с анионами кислот. В щелочной среде, наоборот, аминокислоты ведут себя как анионы, образуя соли с основаниями.

Установлено, что Аминокислоты в растворах практически полностью диссоциируют и находятся в виде амфотерных (биполярных) ионов, называемых также цвиттерионами или амфиионами:

В кислой среде амфотерный ион присоединяет ион водорода, подавляющий кислотную диссоциацию, и превращается в катион; в щелочной среде с присоединением иона гидроксила подавляется щелочная диссоциация, и биполярный ион становится анионом.

При определенном значении рН среды, неодинаковом для разных аминокислот, степень кислотной и щелочной диссоциации для данной аминокилоты уравнивается, и в электрическом поле аминокислот не движется ни к катоду, ни к аноду.

Это значение рН называют изоэлектрической точкой (pI), которая тем ниже, чем больше у данной аминокилоты выражены кислотные свойства, и тем выше, чем у аминокислоты больше выражены основные свойства (см. Изоэлектрическая точка).

При рI растворимость аминокислоты становится минимальной, в соответствии с чем ее легче осадить из раствора.

Оптические свойства

Все α-аминокислоты, за исключением глицина (см.), имеют асимметрический атом углерода. Таким атомом всегда является 2-й, или α-углеродный, атом, все четыре валентности которого заняты различными группами. В этом случае возможны две стереоизомерные формы, являющиеся зеркальным отражением друг друга и несовместимые между собой подобно правой и левой руке.

На схеме изображены два стереоизомера аминокислоты аланина в виде объемного изображения и соответствующей ему проекции на плоскости. Изображение слева условно принято считать левой конфигурацией (L), справа — правой конфигурацией (D). Такие конфигурации соответствуют лево- и правовращающему глицериновому альдегиду, который принят за исходное соединение при определении конфигурации молекул.

Показано, что все природные аминокислоты, получаемые из гидролизатов белков, по конфигурации α-углеродного атома соответствуют L-ряду, то есть могут рассматриваться как производные L-аланина, в котором один водородный атом в метальной группе заменен на более сложный радикал.

Удельное вращение плоскости поляризации света отдельных Аминокислот зависит как от свойств всей молекулы в целом, так и рН-раствора, температуры и других факторов.

Удельное вращение важнейших аминокислот, их изоэлектрические точки и показатели констант кислотной диссоциации (рКа) представлены в табл. 2.

Таблица 2. Удельное вращение плоскости поляризации, кажущиеся константы кислотной диссоциации и изоэлектрические точки L-аминокислот при t° 25°

Аминокислота Удельное вращение Константы кислотной диссоциации Изоэлектрическая точка рI водного раствора в 5 н. растворе соляной кислоты pK1 pK2 pK3
Алании+1,6+13,02,349,696,0
Аргинин+21,8+48,12,189,0913,210,9
Аспарагин-7,4+37,82,028,805,4
Аспарагиновая кислота+6,7+33,81,883,659,602,8
Валии+6,633,12,329,626,0
Гистидин+59,8+18,31,785,978,977,6
Глицин2,349,606,0
Глутамин+9,2+46,52,179,135,7
Глутаминовая кислота+17,7+46,82,194,259,673,2
Изолейцин+16,3+51,82,269,625,9
Лейцин-14,4+21,02,369,606,0
Лизин+19,7+37,92,208,9010,289,7
Метионин-14,9+34,62,289,215,7
Оксипролин-99,6-66,21,829,655,8
Пролин-99,2-69,51,9910,606,3
Серии-7,9+15,92,219,155,7
Тирозин-6,6-18,12,209,1110,075,7
Треонин-33,9-17,92,159,125,6
Триптофан-68,8+5,72,389,395,9
Фенилаланин-57,0-7,41,839,135,5
Цистеин-20,0+7,91,718,3310,785,0
Цистин

Источник: https://xn--90aw5c.xn--c1avg/index.php/%D0%90%D0%9C%D0%98%D0%9D%D0%9E%D0%9A%D0%98%D0%A1%D0%9B%D0%9E%D0%A2%D0%AB

Свободные аминокислоты нервной системы (стр. 1 из 6)

Транспорт аминокислот

Свободные аминокислоты нервной системы

Введение

1. , локализация и транспорт аминокислот

2. Метаболизм дикарбоновых аминокислот и глутамина

3. Глутамат и аспартат

4. N-Ацетиласпарагиновая кислота

5. Гамма-аминомасляная кислота

6. Компартментализация метаболизма аминокислот

7. Глицин и пути его обмена

8. Серусодержащие аминокислоты

9. Ароматические аминокислоты нервной ткани и их метаболизм

10. Основные аминокислоты

Выводы

Введение

Свободные аминокислоты нервной ткани или так называемый аминокислотный пул на протяжении многих лет были объектом тщательного изучения.

Это объясняется не только исключительной ролью аминокислот как источников синтеза большого числа биологически важных соединений, таких, как белки, пептиды, некоторые липиды, ряд гормонов, витаминов, биологически активных аминов и др.

Аминокислоты или их дериваты участвуют и в синаптической передаче, в осуществлении межнейрональных сетей в качестве нейротрансмиттеров и нейромодуляторое. Существенной является также их энергетическая значимость, ибо аминокислоты глутаминовой группы непосредственно связаны с циклом трикарбоновых кислот.

1. , локализация и транспорт аминокислот

Транспорт аминокислот в мозг и из мозга, скорости их метаболических превращений, включения в белки и катаболизма определяют их концентрацию в этом органе. Состав пула свободных аминокислот при нормальных физиологических условиях довольно стабилен и характерен для мозга. Он лишь незначительно варьирует в мозге различных видов позвоночных.

Нервная ткань обладает уникальной способностью поддерживать относительное постоянство уровней аминокислот при различных физиологических и даже некоторых патологических состояниях.

Аминокислотный фонд мозга человека составляет в среднем 34 мкмоль на 1 г ткани, что значительно превышает их содержание как в плазме крови, так и в спинномозговой жидкости.

Характерны высокая концентрация глутаминовой кислоты, глутамина, аспарапшовой, N-ацетиласпарагиновой и у-аминомасляной кислот, а также их интенсивный метаболизм.

Эти пять аминокислот составляют 75% фонда всех свободных аминокислот головного мозга, причем ГАМК и N-ацетиласпарагиновая кислоты локализованы почти исключительно в нервной ткани.

Высокие концентрации дикарбоновых аминокислот и глутамина обнаружены в мозге всех изученных видов животных.

Таблица 1

свободных аминокислот в мозге, плазме крови и спинномозговой жидкости человека

Постоянство суммарного аминокислотного пула головного мозга сопровождается региональной неоднородностью их содержания, что отражает морфологическую, физиологическую и функциональную гетерогенность этого органа. Наиболее неравномерно распределены аминокислоты, выполняющие функцию нейротрансмиттеров, такие, как глутаминовая кислота, таурин, ГАМК, глицин и др.

Таблица 2

аминокислот в различных областях мозга кошки

Различные органеллы клеток головного мозга контролируют уровень аминокислот, накапливая их часто против концентрационных градиентов.

Постоянство качественного и количественного состава аминокислот в метаболических фондах мозга обеспечивается такими взаимосвязанными процессами, как поступление аминокислот из циркулирующей крови, отток их из мозга в кровь и участие в реакциях внутриклеточного метаболизма. В организме все эти процессы сбалансированы слаженным функционированием гомеостатических механизмов, гематоэнцефалического барьера и мембранным транспортом.

Транспорт аминокислот в мозг – многоступенчатый процесс. Прежде всего происходит транспорт через гематоэнцефалический барьер, локализованный в эндотелии мозговых капилляров, затем осуществляется транспорт из внеклеточной жидкости в клетки мозга, а далее – в субклеточные органеллы. Существуют системы активного транспорта аминокислот не только в мозг, но и из него, – обе они энергозависимы.

Исследование конкурентных отношений в транспорте аминокислот выявило наличие восьми классов транспортных систем, которые существуют для аминокислот с родственной структурой и зависят от ионного заряда и размеров их молекул.

В ряде случаев одна аминокислота может транспортироваться с участием нескольких транспортных систем, выбор той или иной системы определяется составом аминокислотного пула.

Для мембранного транспорта аминокислот характерен ряд особенностей: а) перенос аминокислот часто происходит против высоких концентрационных градиентов; б) этот процесс энергозависим; в) на него влияют температура и рН среды; г) он ингибируется анаэробиозом и ферментными ядами; д) перенос аминокислот связан с активным мембранным транспортом ионов, в частности, он Na-зависим; е) обнаружено конкурентное торможение мембранного транспорта одних аминокислот другими и др. Такие конкурентные взаимодействия играют важную роль в патологии, когда изменяется уровень индивидуальных аминокислот в крови. Ниже мы приведем примеры таких патологических состояний.

Уровень специфичности транспортных систем для разных аминокислот неодинаков. Особенно велика специфичность и мощность систем для аминокислот, выполняющих роль нейротрансмиттеров.

Эти системы не только обеспечивают пластические и энергетические нужды клетки, но служат такие для специфического процесса быстрого снижения концентрации нейротрансмиттера в зоне синоптической щели.

Высокоизбирательное поглощение нейротрансмиттера осуществляется как пресинаптической областью, так и клетками окружающей глии.

Еще один своеобразный механизм транспорта аминокислот связан с метаболизмом широко распространенного во всех тканях, в том числе и в нервной, трипептида глутатиона, цикл синтеза и деградации которого известен под названием у-глутамильного цикла. Наиболее интересным и ключевым ферментом этого цикла является у-глуталшлтранспептидаза, прочно связанная с клеточной мембраной.

Этот энзим способен переносить у-глутамильную группу глутатиона, находящегося внутри клетки, на аминокислоту, локализованную с наружной стороны мембраны, и переносить образующийся дипептид внутрь клетки. Следующий фермент этого цикла – у-глутамилциклотрансфераза высвобождает аминокислоту.

Таким образом, у-глутамил транспептидазная реакция является одним из механизмов транспорта аминокислот внутрь клетки.

При нормальных условиях скорость транспорта аминокислот не лимитирует непосредственно их метаболизм, так как скорости синтеза и деградации ниже скорости транспорта. Поэтому аминокислоты и аккумулируются мозгом, формируя пул свободных аминокислот.

Без пополнения извне пул свободных аминокислот довольно быстро истощается.

Так, количество аминокислот, которое используется для синтеза белков мозга, нейропептидов и нейромедиаторов в течение 30 мин, равно общему церебральному пулу большинства свободных аминокислот.

Активность систем транспорта аминокислот, так же как и состав их пула, изменяется в процессе развития мозга. Аминокислоты проникают в мозг молодых животных быстрее и достигают более высоких концентраций, чем у взрослых.

В литературе отсутствуют сообщения о болезнях, вызванных нарушением транспорта аминокислот в мозг, вероятно, потому, что они летальны. Даже дефекты транспорта аминокислот в другие ткани ведут к заболеваниям, имеющим неврологические последствия.

Наряду с неопасным для жизни синдромом Хартнупа, вызванным дефектом транспорта триптофана в малый кишечник и почки и схожим клинически с пеллагрой, известен ряд недугов с тяжелыми неврологическими последствиями, также обусловленных дефицитом поступления аминокислот.

Среди них – цистиноз – нарушение транспорта цистина в клетки, особенно почек; цисти-ноз сопровождается фотофобией и повреждением глаз. Тяжелым, нередко летальным заболеванием, связанным с транспортом аминокислот в кишечник, является окулоцеребральный синдром.

Он сопровождается глаукомой, катарактой, слепотой.

Перечень этих болезней, вызванных нарушением транспорта триптофана, метионина, нейтральных и других аминокислот в кишечнике и других органах, довольно велик, причем все они косвенно затрагивают уровень аминокислот в мозге и имеют поэтому неврологические проявления.

скачать за 75 руб

после оплаты нажмите на кнопку “Вернуться на сайт” – документ будет скачан автоматически
Скачанный документ будет содержать только материал уже воспроизведенный на сайте.

Источник: https://mirznanii.com/a/7421/svobodnye-aminokisloty-nervnoy-sistemy

Нарушения транспорта аминокислот

Транспорт аминокислот

Известно десять нарушений транспорта аминокислот.

При пяти из них (цистинурии, хартнуповской болезни, иминоглицинурии, диаминомонокарбоновой аминоацидурии и моноаминодикарбоновой аминоацидурии) нарушается транспорт сразу нескольких аминокислот со сходной структурой; это заставляет предположить, что некоторые мембранные рецепторы и переносчики обладают специфичностью к группе сходных аминокислот.

Клиническое значение имеют только цистинурия, хартнуповская болезнь и двухосновная аминоацидурия.

При остальных пяти болезнях нарушается транспорт только одной аминокислоты, то есть существуют и высокоспецифичные транспортные системы. При этом транспорт нарушается только в почках или кишечнике; транспортные системы в других тканях работают нормально.

Цистинурия

Цистинурия — это самое частое врожденное нарушение транспорта аминокислот. Для нее характерны нарушение канальцевой реабсорбции и избыточное выделение с мочой диаминомонокарбоновых аминокислот (лизина, аргинина, орнитина) и цистина.

Похожий дефект существует и в слизистой кишечника. Цистин имеет самую низкую растворимость из всех аминокислот, поэтому его избыточная экскреция приводит к образованию мочевых камней, которые и определяют клиническую картину болезни.

Этиология и патогенез

В основе цистинурии лежит нарушение функции мембранных белков-переносчиков, осуществляющих транспорт цистина и диаминомонокарбоновых аминокислот в щеточной каемке эпителия проксимальных канальцев и тонкой кишки.

Цистинурия наследуется аутосомно-рецессивно. У гомозигот наблюдается усиленное выделение цистина и диаминомонокарбоновых аминокислот с мочой.

Какое-то количество аминокислот все же реабсорбируется; кроме того, существует еще три болезни, при которых нарушается транспорт диаминомонокарбоновых аминокислот (диаминомонокарбоновой аминоацидурии, изолированной цистинурии и лизинурии).

Поэтому можно предположить, что у человека имеется несколько транспортных систем: по одной для каждой аминокислоты, одна общая для лизина, аргинина и орнитина и еще одна общая для всех четырех аминокислот.

Нарушения почечной экскреции цистина и диаминомонокарбоновых аминокислот у всех гомозигот одинаковы, однако при исследовании транспорта аминокислот в кишечнике у гомозигот и почечной экскреции аминокислоту гетерозигот было выделено три типа цистинурии.

При типе I в кишечнике у гомозигот нарушен транспорт всех четырех аминокислот (цистина, лизина, аргинина и орнитина); экскреция аминокислот с мочой у гетерозигот не повышена.

При типе II в кишечнике у гомозигот не всасывается лизин, но сохранен транспорт цистина; у гетерозигот умеренно повышена почечная экскреция всех четырех аминокислот.

При типе III эпителий тонкой кишки гомозигот сохраняет некоторую способность транспортировать все четыре аминокислоты, а у гетерозигот несколько увеличена почечная экскреция лизина и цистина. При цистинурии типа I обнаружены мутации гена одного из переносчиков растворимых веществ (SLC3A1), находящегося в сегменте 2р1б.З.

При некоторых мутациях пораженные клетки практически полностью теряют способность к транспорту цистина.

Клиническая картина

Цистинурия — одна из наиболее распространенных наследственных болезней; заболеваемость ею во многих этнических группах составляет 1 на 10 000 — 15 000. Две трети взрослых больных являются гомозиготами, страдающими цистинурией типа I.

Цистиновые камни составляют 1—2% всех мочевых камней, но у детей цистиновые камни встречаются чаще других. Растворимость цистина при pH 4,5—7,0 (нормальная кислотность мочи) составляет около 1200 мкмоль/л (300 мг/л). Гомозиготам, у которых с мочой ежедневно выделяется 2400—7200 мкмоль (600—1800 мг) цистина, грозят кристаллурия и образование камней.

Первые камни обычно обнаруживают в возрасте 20—40 лет, но иногда камни в мочевом пузыре есть уже у новорожденных. Клиническая картина типична для мочекаменной болезни: гематурия, боль в боку, почечные колики, обструкция и инфекции мочевых путей (гл. 279). Со временем может развиться почечная недостаточность.

Диагностика

Для цистинурии патогномонично наличие цистина в мочевых камнях. Однако половина камней при цистинурии имеют смешанный состав, а 10% камней имеют лишь цистиновое ядро, поэтому всем больным с мочекаменной болезнью необходимо исследовать мочу с помощью нитропруссидного теста.

При добавлении нитропруесида натрия моча гомозигот окрашивается в вишнево-красный цвет.

Тест может быть положительным у некоторых гетерозигот, а также у больных изолированной цистинурией, гомоцистинурией и меркаптолактатцистеиндисулъфидурией. При концентрации цистина выше 1000 мкмоль/л (250 мг/л) в осадке подкисленной концентрированной охлажденной мочи можно обнаружить шестиугольные кристаллы.

Это тоже патогномоничный симптом цистинурии (если только больной не принимает препараты, содержащие сульфонамидную группу).

Для подтверждения диагноза исследуют экскрецию аминокислот с мочой. Избирательное повышение экскреции цистина, лизина, аргинина и орнитина можно выявить с помощью количественной и качественной хроматографии.

Количественное исследование позволяет отличить гомозигот от гетерозигот и контролировать выведение цистина во время лечения.

Диаминомонокарбоновая аминоацидурия

При этой болезни нарушена канальцевая реабсорбция трех диаминомонокарбоновых аминокислот — лизина, аргинина и орнитина. Скорее всего, это результат мутации гена, кодирующего транспортный белок, общий для трех аминокислот. Существуют два варианта болезни, каждый из которых наследуется аутосомно-рецессивно. Проявления связаны с потерей орнитина, аргинина и, возможно, лизина.

Чаще встречается днаминомонокарбоновая аминоацидурия типа II, известная также каклизинурическая непереносимость белка. Она наиболее распространена в Финляндии (1:60 000) и проявляется нарушением транспорта диаминомонокарбоновых аминокислот в кишечнике, их повышенным выведением с мочой и нарушением цикла мочевины.

Транспорт аминокислот нарушается в основном не в апикальной, а в базолатеральной части клетки. У больных детей наблюдаются гепатосплсномегалия, непереносимость белка и преходящая гипераммониемия. Позднее развиваются тяжелый остеопороз, почечная недостаточность или легочный альвеолярный протеиноз.

Концентрации лизина, аргинина и орнитина в плазме снижены, а выведение лизина с мочой повышено.

Белковая пиша и инфекции иногда приводят к гипераммониемии, возможно, из-за дефицита аргинина и орнитина, нарушающего работу цикла мочевины.

Клиническая картина обусловлена гипераммониемией и дефицитом лизина, который необходим для синтеза белка и образования карнитина, что особенно важно в процессе развития ребенка.

Днаминомонокарбоновая аминоацидурия типа I была описана в большой франко-канадской семье. У больных наблюдалась глубокая умственная отсталость без гипераммониемии или непереносимости белка.

Кроме того, в отличие от диаминомонокарбоновой аминоацидурии типа II у гетерозигот несколько повышено содержание диаминомонокарбоновых аминокислот в моче. Возможно, при обоих типах болезни поражается одна и та же транспортная система. Все гетерозиготы здоровы.

Лечение

Лечение состоит в назначении низкобелковой диеты и цитруллина. Эта нейтральная аминокислота свободно всасывается в кишечнике и поступает в печень, а при ее метаболизме образуются аргинин и орнитин, необходимые для работы цикла мочевины.

Ежедневный прием 2—8 г цитруллина позволяет увеличить потребление белка и ускоряет рост ребенка. Прием левокарнитина тоже ускоряет рост, сохраняя лизин и усиливая окисление жирных кислот.

Хартнуповская болезнь

Для хартнуповской болезни характерны пеллагроподобный дерматит, неврологические и психические расстройства и повышение концентрации моноаминомонокарбоновых (в том числе ароматических) аминокислот в моче.

Концентрации аланина, серина, треонина, валина, лейцина, изолейцина, фенилаланина, тирозина, триптофана, глутамина, аспарагина и гистидина в моче повышены в 5—10 раз, а транспорт этих аминокислот в кишечнике нарушен.

Проявления болезни связаны с дефицитом незаменимой аминокислоты триптофана из-за нарушения ее всасывания в кишечнике и реабсорбции в почках.

Течение болезни приступообразное и частично определяется потребностью организма в триптофане.

Симптомы пеллагры наблюдаются лишь у небольшой части больных; значит, в патогенезе заболевания, помимо нарушения мембранного транспорта, вероятно, участвуют и другие факторы.

При катаболизме триптофана образуются никотиновая кислота и НАД. Этот путь обеспечивает примерно половину суточной потребности в никотиновой кислоте. Нарушение транспорта триптофана в почках и кишечнике при хартнуповской болезни приводит к дефициту никотиновой кислоты.

Вероятно, в основе болезни лежит дефект переносчика моноаминомонокарбоновых аминокислот. Однако какое-то количество этих аминокислот все же транспортируется; возможно, они переносятся и другими транспортными системами. В пользу этого предположения говорит и то, что выявлены больные с избирательным нарушением транспорта триптофана, метионина и гистидина.

Хартнуповская болезнь наследуется аутосомно-рецессивно. Распространенность гомозигот составляет 1 на 24 000 новорожденных. У гетерозигот клинические и биохимические проявления болезни отсутствуют.

Клиническая картина хартнуповской болезни такая же, как при пеллагре, однако она развивается на фоне нормального содержания никотиновой кислоты в рационе.

Неврологические и психические проявления могут быть различными — от приступов мозжечковой атаксии и легкой эмоциональной лабильности до спутанности сознания; одновременно обостряется дерматит (эритема, шелушение, пузыри, эрозии).

Причинами обострений могут быть лихорадка, инсоляция, эмоциональные переживания, лечение сульфаниламидами. Основанием для диагноза служит увеличение концентрации моноаминомонокарбоновых аминокислот в моче, чего не наблюдается при пеллагре.

Лечение направлено на восполнение дефицита никотиновой кислоты: диета с высоким содержанием белка и прием никотинамида (50—250 мг/сут). Показано, что этиловые эфиры триптофана всасываются, несмотря на дефект транспортной системы.

Иминоглицинурия

Это доброкачественное расстройство с аутосомно-рецессивным наследованием. Характерно усиленное выведение с мочой глицина и иминокислот (пролина и гидроксипролина).

Распространенность гомозигот — 1 на 16 000. Причина болезни — дефект транспортной системы, отвечающей за канальцевую реабсорбцию глицина, пролина и гидроксипролина.

Иногда нарушается и всасывание этих аминокислот в кишечнике; это позволяет предположить, что в основе иминоглицинурии лежит несколько мутаций. В пользу данного предположения говорит и то, что в некоторых семьях у гетерозигот обнаруживают глицинурию.

Иминоглицинурия протекает бессимптомно, гомозигот выявляют только при массовых обследованиях с измерением концентрации аминокислот в моче.

Моноаминодикарбоновая аминоацидурия

У двух детей, не состоящих в родстве, было обнаружено избирательное повышение выведения с мочой глутаминовой и аспарагиновой кислот. У одного из них было нарушено всасывание моноаминодикарбоновых аминокислот в кишечнике. У этого ребенка наблюдалась рецидивирующая гипогликемия, а у второго болезнь протекала бессимптомно.

Нарушения транспорта отдельных аминокислот

Изредка встречаются семьи, у членов которых нарушена канальцевая реабсорбция или всасывание в кишечнике какой-то одной аминокислоты. Существование подобных болезней с аутосомно-рецессивным наследованием говорит о том, что наряду с системами, осуществляющими транспорт нескольких аминокислот, есть и высокоспецифичные системы.

Изолированная цистинурия

Умеренно повышенная экскреция цистина при нормальной экскреции лизина, аргинина и орнитина была обнаружена у двух сибсов.

Реабсорбции подвергалось только 80% отфильтровавшегося цистина, и с мочой выделялось до 250 мг цистина в сутки. Всасывание цистина в кишечнике нарушено не было.

Проявлений мочекаменной болезни не наблюдалось ни у одного из больных. Выведение цистина у родителей больных повышено не было.

Лизинурия

Избирательное нарушение канальцевой реабсорбции лизина было описано у одного ребенка. Повышенное выведение лизина сочеталось с нарушением его всасывания в кишечнике; концентрация лизина в плазме была снижена.

У ребенка наблюдались задержка физического развития, умственная отсталость и эпилептические припадки. При повышении содержания лизина в рационе ребенок стал расти быстрее.

При лизинурии может наблюдаться дефицит карнитина, в синтезе которого участвует лизин.

Гистидинурия

Избирательное нарушение канальцевой реабсорбции гистидина описано у двух сибсов с умственной отсталостью.

Реабсорбции подвергалось всего 50 60% отфильтровавшегося гистидина; всасывание гистидина в кишечнике тоже было нарушено.

Родители больных были здоровы, экскреция гистидина с мочой у них была нормальной, а всасывание гистидина в кишечнике — слегка снижено. Описано еще два случая гистидинурии, сопровождавшихся миоклоническими припадками.

Нарушение всасывания метионина

Это состояние описано у детей в двух семьях. В одной из них отмечалось также нарушение канальцевой реабсорбции метионина. Заболевание было обнаружено благодаря тому, что у больных с мочой выводилась α-гидроксимасляная кислота — побочный продукт расщепления метионина кишечными бактериями.

Эта кислота, придающая моче запах, напоминающий солод или сушеный сельдерей, вызывает обесцвечивание волос, приступы гиперпноэ, судороги, отеки и умственную отсталость. Ограничение метионина в рационе одного из детей привело к клиническому улучшению.

Преходящая метионинурия в раннем детском возрасте сопровождалась кишечными коликами, которые проходили при ограничении метионина в рационе.

Изолированное нарушение всасывания триптофана

Изолированное нарушение всасывания триптофана в кишечнике без нарушения его канальцевой реабсорбции описано у двух сибсов. Как и при хартнуповской болезни, кишечные бактерии превращают триптофан в производные индола, которые выделяются с калом и мочой.

Болезни почек и инфекции мочевых путей способствуют превращению находящихся в моче производных индола в синий пигмент индиго (отсюда название «синдром синих пеленок»). При изолированном нарушении всасывания триптофана симптомы пеллагры отсутствуют. Мать, по-видимому, была гетерозиготной носительницей, так как у нее в моче и кале тоже были обнаружены производные индола.

Источник: https://medicbolezni.ru/narusheniya-transporta-aminokislot/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.