Наследственные нарушения орнитинового цикла и их основные проявления
| Заболевание | Дефект фермента | Тип наследования | Клинические проявления | Метаболиты | |
| кровь | моча | ||||
| Гиперам-мониемия, тип I | Карбамоил-фосфат-синтетаза I | Аутосомно-рецессивный | В течение 24-48 ч после рождения кома, смерть | Глн Ала NH3 | Оротат |
| Гиперам-мониемия, тип II | Орнитин-карбамоил-трансфераза | Сцепленный с Х-хромосомой | Гипотония, снижение толерантности к белкам | Глн Ала NH3 | Оротат |
| Цитрул-линемия | Аргинино-сукцинат-синтетаза | Аутосомно-рецессивный | Гипераммониемия тяжёлая у новорождённых. У взрослых — после белковой нагрузки | Цитруллин NH3 | Цитруллин |
| Аргинино-сукцина-турия | Аргинино-сукцинатлиаза | Аутосомно-рецессивный | Гипераммониемия, атаксия, судороги, выпадение волос | Аргини-носукцинат NH3 | Аргини-носукци-нат, Глн, Ала, Лиз |
| Гиперар-гининемия | Аргиназа | Аутосомно-рецессивный | Гипераргининемия | Apг NH3 | Apг Лиз Орнитин |
Снижение активности какого-либо фермента синтеза мочевины приводит к накоплению в крови субстрата данного фермента и его предшественников.
При гипераммониемиях I и II типа происходит накопление карбамоилфосфата в митохондриях и выход его в цитозоль. Это вызывает увеличение скорости синтеза пиримидиновых нуклеотидов (вследствие активации карбамоилфосфатсинтетазы II), что приводит к накоплению оротата, уридина и урацила и выведению их с мочой.
Тяжесть течения заболевания зависит также от степени снижения активности ферментов.
Все нарушения орнитинового цикла приводят к значительному повышению в крови концентрации аммиака (до 6000 мкмоль/л), глутамина и аланина.
Гипераммониемия сопровождается появлением следующих симптомов:
· тошнота, повторяющаяся рвота;
· головокружение, тремор, судорожные припадки;
· нечленораздельная речь;
· потеря сознания, отёк мозга (в тяжёлых случаях);
· отставание умственного развития (при хронической врождённой форме).
· В тяжёлых случаях развивается кома с летальным исходом.
Все симптомы гипераммониемии — проявление действия аммиака на ЦНС.
Для диагностики различных типов гипераммониемии производят определение содержания аммиака в крови, метаболитов орнитинового цикла в крови и моче, активности фермента в биоптатах печени.
Лечение больных с различными дефектами орнитинового цикла в основном направлено на снижение концентрации аммиака в крови за счёт малобелковой диеты, введения кетоаналогов АК в рацион и стимуляцию выведения аммиака в обход нарушенных реакций:
- путём связывания и выведения NH3 в составе фенилацетилглутамина и гиппуровой кислоты. Пищевой фенилацетат при конъюгации с глутамином образует фенилацетилглутамин, а пищевой бензоат при конъюгации с глицином образует гиппуровую кислоту, которые потом выводится с мочой;
- повышением концентрации промежуточных метаболитов цикла (аргинина, цитруллина, глутамата), образующихся вне блокируемых реакций. Введение больших доз цитруллина стимулирует синтез мочевины из аспартата. Большие дозы аргинина стимулируют регенерацию орнитина и выведение азота в составе цитруллина и аргининосукцината.
Обмен аминокислот и аммиака между тканями
Печень
В печень азот поступает в основном в виде аммиака, глутамина, аланина, а меньше в виде других АК в основном из мышц и кишечника. Поглощает АК с разветвленной цепью (вал, лей, иле). Синтезирует глюкозу в основном из аланина и серина.
Мышцы
Поглощают АК с разветвленной цепью (вал, лей, иле). Выделяют много аланина и глутамина меньше других АК.
Кишечник
Поглощает глутамин. Выделяет много аланина. С пищей из кишечника поступают все аминокислоты.
Мозг
Поглощает много АК с разветвленной цепью (вал, лей, иле). Выделяет много глутамина.
Почки
Поглощают глутамин. Выделяют много серина и немного аланина.
ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ АМИНОКИСЛОТ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ
Некоторые АК и их производные могут подвергаться декарбоксилированию – отщеплению α-карбоксильной группы. У млекопитающих декарбоксилируются: три, тир, вал, гис, глу, цис, арг, орнитин, SAM, ДОФА, 5-окситриптофан и т.д. Реакцию необратимо катализируют декарбоксилазы, которые содержат в активном центре пиридоксальфосфат. Механизм реакции похож на реакцию переаминирования.
Продуктами реакции являются СО2 и биогенные амины, выполняющие регуляторные функции (гормоны, тканевые гормоны, нейромедиаторы).
Серотонин
Серотонин образуется из три в надпочечниках, ЦНС и тучных клетках.
Серотонин – возбуждающий нейромедиатор средних отделов мозга (проводящих путей) и гормон. Стимулирует сокращение гладкой мускулатуры, вазоконстриктор, регулирует АД, температуру тела, дыхание, антидепрессант.
ГАМК
ГАМК образуется и разрушается в ГАМК-шунте ЦТК в высших отдела мозга. Он имеет очень высокую концентрацию.
ГАМК – тормозной нейромедиатор (повышает проницаемость постсинаптических мембран для К+), повышает дыхательную активность нервной ткани, улучшает кровоснабжение головного мозга.
Гистамин
Гистамин образуется в тучных клетках. Секретируется в кровь при повреждении ткани, развитии иммунных и аллергических реакций.
Гистамин – медиатор воспаления, аллергических реакций, пищеварительный гормон:
1. стимулирует секрецию желудочного сока, слюны;
2. повышает проницаемость капилляров, расширение сосудов, покраснение кожи, вызывает отеки, снижает АД (но увеличивает внутричерепное давление, вызывает головную боль);
3. сокращает гладкую мускулатуру легких, вызывает удушье;
4. вызывает аллергическую реакцию;
5. нейромедиатор;
6. медиатор боли.
Дофамин
Дофамин образуется (фен → тир → ДОФА → дофамин) в мозге и мозговом веществе надпочечников.
Дофамин – нейромедиатор среднего отдела мозга.
ГОУВПО УГМА Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию
Кафедра биохимии
Утверждаю
Зав. каф. проф., д.м.н.
Мещанинов В.Н.
_____‘’_____________2006 г
ЛЕКЦИЯ № 19