Обмен веществ и энергии: нарушение водно-солевого обмена, содержания белков в крови и патология обмена аминокислот

РЕФЕРАТ

на тему: «Обмен веществ и энергии:

нарушения водно-солевого обмена, содержания белков в крови и патология обмена аминокислот»

При дегидратации организм теряет внеклеточную воду и для поддержания осмотического равновесия клетки начинает отдавать во внеклеточную среду воду, а с ней ионы К+ и М§+. В клетки вместо утерянного К+ проникает N8+. Возникает ацидоз, и повреждаются функции клеток. Из внеклеточного пространства ионы К+ быстро выделяются, и развивается гипокалия тканей. Содержание ионов в крови понижено. Рвота еще более увеличивает потери К ⁺ в связи с его высоким содержанием в желудочном соке (в 3,5 раза больше, чем в плазме). Гипоэлектролитемия внеклеточной жидкости ведет к понижению связывания воды тканями и отсюда -- к вторичным потерям общей внеклеточной воды с дальнейшим усилением гипоэлектролитемии. Это особенно тяжелая форма дегидратации, которая влечет за собой поступление воды в клетки с образованием внутриклеточного отека. В связи с потерями воды и электролитов наступает сгущение крови, объем которой может упасть до ? первоначального. Нарушение гемодинамики кончается циркуляторным коллапсом.

Клинически эксикоз проявляется не единообразно и определяется способностью тканей задерживать воду. Если вслед за внутривенным введением солевого раствора вес ребенка нарастает без образования отеков, то это доказывает, что потери воды и солей возмещены. Если вес не изменяется и даже падает, то компенсирована гипоэлектролитемия. Образование отеков при введении соответствующего раствора солей доказывает, что клетки утеряли способность удерживать воду. Повреждение клетки -- результат сложных биохимических нарушений. К ним относится обезвоживание. При гиперэлектролитемии [гипертоническая дегидратация по Кальканьо] теряется внутриклеточная вода, при гипоэлектролитемии (гипотоническая дегидратация) образуется внутриклеточный отек.

Развитие дегидратации Тоблер формулирует следующим образом: I степень -- организм теряет воду (конституциональные потери), II степень -- потери воды и солей (концентрационные потери) и III степень (деструкционные потери) -- крайняя степень обезвоживания с нарушением коллоидно-химического строения клетки, клинически характеризующаяся как необратимое состояние.

Нарушения водно-солевого обмена.

Транзиторная лихорадка новорожденных. У 16--18% новорожденных детей 2--5 дней жизни встречается транзиторная лихорадка. Повышение температуры до 39--40° обычно совпадает с моментом наибольшей физиологической убыли веса и связано с действием пирогенных продуктов белкового обмена, образующихся из-за недостатка воды.

При белковой лихорадке, по Финкелыптейну, патогенез совпадает с механизмом транзиторной лихорадки. По Ритшелю, имеет значение специфически динамическое действие белка с повышением теплообразования и понижением теплоотдачи в связи с недостатком воды.

Интоксикация водой возникает при внутривенных вливаниях глюкозы без КаС1, при интенсивных промываниях желудка одной водой, при сильном потоотделении с потерями и утолении жажды водой. При избытке в организме воды понижается концентрация электролитов во внеклеточной жидкости; образуется внутриклеточный отек, которым, в частности, вызваны судорожные боли в мышцах.

Гипохлоремическая кома может развиться вследствие потерь со рвотой С1,например при пилоростенозе. Одновременная потеря N8+ и К+ не компенсирует утери С1~, и наступает алкалоз. Выделение С1~ с мочой прекращается. Вследствие повышения содержания бикарбонатов в плазме дыхание становится поверхностным, еле видимым. Недостаток К + ведет к угрожающей картине гипокалиемии.

Солевая лихорадка. Предполагается, что повышение содержания солей в соках организма приводит тепловой центр в состояние повышенной возбудимости, при котором и нормальные продукты обмена могут оказаться пирогенными. Кроме гипертермии, наблюдаются также мышечные боли, головокружение, бледность и сухость кожи.

Инфантильный ренальный ацидоз [синдром Лайтвуда] встречается чаще всего до 1,5-летнего возраста, сопровождается анорексией, жаждой, задержкой веса, рвотой, пониженным мышечным тонусом. В плазме -- низкий показатель бикарбонатов, гиперхлоремия, рН мочи = 6,5--7,2. Ка+, Са² + , К+ выделяются с мочой в повышенном количестве, в крови их содержание снижено. Ацидоз связан или с недостаточным образованием 1ЧН₄ почками, или с недостаточной реабсорбцией бикарбонатов в почечных канальцах.

Гипокалиемия возникает при потерях К+ (токсикоз, ацетонемическая рвота, операции на кишечнике), при вымыванииК + длительными внутривенными вливаниями раствора КаС1. Решающими в патогенезе являются потери внутриклеточного К ⁺ , которые не всегда сопровождаются гипокалиемией, поскольку она может быть замаскирована транспортным К +, вымываемым из тканей, задержкой выделения К+ при функциональной недостаточности почек, сгущением крови. Недостаточность К⁺ выражается в мышечной гипотонии до парезов и параличей, метеоризме, рвоте, одышке, расширении сердца. Не отрицая значения К⁺ как одной из причин пареза кишечника, Керпель-Фрониус считает правильным рассматривать парез как однородную реакцию желудочно-кишечного тракта на аноксию, шоковое состояние, хлоромицетин, применяемый при поносе. Эти факторы должны иметь общую точку приложения, которая в наст, время еще не известна. Парез кишечника иногда проходит при введении одного только раствора КаС1, иногда не проходит при введении К+.

Пароксизмальный паралич -- семейное заболевание--встречается у детей с неустойчивой нервной системой, выражается в приступах Параличей (обычно по утрам после длительного покоя, после богатой углеводами или жиром пищи). Заболевание вызвано не потерями К + , а перераспределением его в связи с синтезом гликогена.

Гиперкалиемия характеризуется слегка помраченным сознанием, мышечными болями, парестезиями, чувством тяжести в конечностях, которое иногда доходит до вялых параличей. Со стороны сердца отмечается аритмия: то тахикардия, то брадикардия. Типична ЭКГ: высокий острый зубец Т, расширенный комплекс снижение зубца Р, в тяжелых случаях --интравентрикулярный блок. Изменения ЭКГ не всегда идут параллельно с уровнем К + в сыворотке, и, по-видимому, большее значение имеет разница в уровне К+ между внутри- и внеклеточной средой. Считается, что 50 мг% К + во внеклеточной жидкости -- критический уровень, при котором наступает остановка сердца. Описаны случаи интоксикации К при лечении токсикоза внутривенными вливаниями раствора Дерроу.

Азотистый обмен. В растущем организме азотистый обмен протекает особенно интенсивно, что предопределяет основные особенности белкового обмена у ребенка: положительный азотистый баланс и повышенную потребность в белке. Считается, что ребенку в среднем требуется в 4--7 раз больше аминокислот, чем взрослому. Минимальной потребностью является то количество аминокислот, которое в среднем получает в женском молоке здоровый грудной ребенок и которое обеспечивает его правильное развитие. Это соответствует 2,0--2,6 г белка на 1 кг веса в день, у старших детей -- 0,15--0,2 г на 1 кг веса.

Особые условия азотистого обмена создаются в организме искусственно вскармливаемого ребенка. По аминокислотному составу коровье молоко аналогично женскому, но количество аминокислот даже в разведенном до ²/₃ коровьем молоке больше, чем в женском, кроме цистина и триптофана, которых недостаточно. Недостаток серы из-за малого содержания цистина не компенсируется высоким содержанием в коровьем молоке метионина. Не установлено, в какой мере его выравнивает преобладание казеина. К тому же казеин коровьего молока трудно переваривается. При естественном вскармливании сера почти полностью всасывается, и около 90% ее усваивается; при вскармливании коровьим молоком -- только 30%. В женском молоке содержится незначительное количество мочевины (45 мг%), около 5 мг% аминного азота и некоторое количество пептидов, которые, не расщепляясь при переваривании, участвуют в синтезе белка. Преимуществом женского молока является и относительно большое отношение белка к энергетическим веществам (молочный сахар, жир) -- 1:10, что больше соответствует условиям обмена. Сберегающее белки действие углеводов в детском возрасте выражено больше, чем у взрослых.

О дифференцированно протекающем обмене отдельных аминокислот свидетельствует различное выделение их с мочой и калом. При вскармливании на, коровьим молоком цистин и триптофан с мочой не выделяются, а содержание других аминокислот, заменимых и незаменимых, свободных и в пептидной связи, повышено. Валин, гликоколл, аланин, аспарагиновая и глютаминовая кислоты обычно в большем количестве выделяются в связанной форме.

Заменимых аминокислот выделяется больше, чем незаменимых. При естественном вскармливании аминокислоты используются полнее, чем при искусственном, что подтверждается меньшим их выделением с мочой. Недостаточное количество хотя бы одной незаменимой аминокислоты сказывается на использовании других, даже если в остальном питание полноценно (закон минимума использования аминокислот).

Усвоенные после расщепления белка аминокислоты доставляются в клетки, поступление в которые осуществляется против градиента концентрации (т. е. из среды с более низкой концентрацией в среду с более высокой концентрацией) и требует поступления энергии. В клетки включаются как заменимые, так и незаменимые аминокислоты. Часть их используется как пластический материал, часть -- как энергетический. Существует мнение, что обеспечение минимумом аминокислот недостаточно для покрытия азотистого баланса. Лишь прибавка индифферентного азота, напр. мочевины, выравнивает баланс. Значение этого добавочного азота еще не ясно. Новообразованный белок, непосредственно не используемый как строительный материал, переходит в лябильный белковый резерв. Если ребенок не истощен, клетки организма, особенно печени, обогащаются белком. Часть клеточного белка мобильна и при недостатке пищевого белка может быть использована без существенного повреждения клеточных функций для других надобностей (образование сывороточного белка, гормонов, ферментов).

Образование белкового резерва ограничено; поэтому те из избыточных аминокислот, которые не могут быть дезаминированы и использованы для энергетических целей, выделяются из организма. При недостаточном поступлении какой-либо аминокислоты сначала мобилизуются резервные, потом функциональные белки. Оказавшиеся в этом случае лишними аминокислоты в энергетических целях не используются, так как при недостаточной регенерации белка они не окисляются и не расщепляются.

Белковый состав организма и структура белка определены генетически. Общее количество белка в сыворотке крови у новорожденного составляет 5,5--6%; в первые дни жизни оно уменьшается примерно на 1 %, после чего начинает быстро нарастать и к 1 году достигает той же цифры, как и у взрослого. У недоношенных детей общее содержание белков в сыворотке крови меньше, чем у доношенных.

После рождения имеется повышение а- и (3-глобулинов и медленное падение у-глобулинов. Падение у-глобулинов продолжается до 3 месяца, п в течение всего периода грудного возраста имеется и относительный и абсолютный низкий уровень у-глобулинов, в то время как а- и ^-глобулины относительно повышены. Быстрое повышение а- и (5-глобулинов в первые дни, по-видимому, связано с питанием молозивом, высокое содержание глобулинов -- с пассивно поступившими от матери. Медленное снижение содержания в крови у-глобулинов в первые недели совпадает по времени со скоростью распада антител, установленной методом меченых атомов. У недоношенных детей содержание -у-глобулинов ниже, чем у доношенных, что соответствует их большей предрасположенности к инфекциям. Только со 2-го года жизни фракции начинают выравниваться до нормальных показателей.

При недостаточном поступлении белка, при нарушении его всасывания, при качественной неполноценности его развивается гипоальбуминемия и голодные отеки.

Первичные нарушения содержания белков в крови. Врожденные диспротеинемии. В последние годы описаны дети, у которых общий белок сыворотки постоянно держался на уровне 3--5%, причем различные фракции были по-разному снижены. Общим клиническим симптомом была склонность к отекам при нормальной функции почек. В отдельных случаях наблюдалась гипераминоацидурия. Способность к образованию антител обычно была снижена. Вливания плазмы, введение большого количества пищевого белка не давали заметного сдвига. Открытым остается вопрос о возможном недостатке пропердина -- эйглобулина, имеющем значение для неспецифического иммунитета.

Идиопатическая гипопротеинемия. Заболевание с неясной этиологией, встречается у детей грудного и раннего возраста. Гипопротеинемия касается главным образом альбуминов и сопровождается отеками. Функция почек не нарушена. Имеется гипераминоацидурия. По-видимому, нарушен синтез белка. Заболевание может пройти в течение нескольких недель или месяцев, но иногда затягивается на несколько лет.

Хроническая эссенциальная гипоглобулинемия. Врожденная аномалия, встречающаяся у детей обоих полов, сочетающаяся иногда с заболеванием печени, протекает с гипопротеинемией, в частности с гипоглобулинемией, с тенденцией к умеренным отекам, с альбуминурией. В сыворотке крови уменьшено содержание кальция. Кровяное давление понижено. Предрасположение к инфекциям не всегда имеется.

Врожденная агаммаглобулииемия. Рецессивное, связанное с полом заболевание, которым болеют только мальчики. Иммунитет снижен вследствие неспособности организма к выработке антител. Обычные антигенантитело-реакции (туберкулиновая, Дика) выпадают отрицательно. Иногда заболевание сопровождается геморрагическим диатезом, лейкопенией, увеличением тимуса. Так как 14% белков сыворотки составляют у-глобу-лины,т. е. главным образом иммуноглобулины, рассчитано (исходя из периода полураспада глобулинов человека в 13--20 дней и количества распадающегося в день у-глобулина) требующееся количество у-глобулина для его замещения. Внутривенное введение у-глобулина 0,1 г/кг веса 1 раз в месяц эффективно. После введения антибиотиков выживаемость детей повысилась. Чаще, чем агаммаглобулинемия, встречается недостаток у-глобулиновой фракции, который, вероятно, связан с большим или меньшим снижением количества или функции плазматических клеток в тканях. Имеется приобретенная временная неспособность выработки антител, причина которой не ясна. Обычно в течение нескольких месяцев электрофореграмма нормализуется.

Патология обмена аминокислот. Выделение аминокислот с мочой обычно отличается постоянством. Повышение концентрации аминокислот в крови ведет к гипераминоацидурии. Уклонения в обмене веществ при отрицательном азотистом балансе, при заболеваниях печени, костного мозга (миелома), не говоря о таких грубых нарушениях в обмене аминокислот, как превращение фенилаланина в тирозин (фенилкетонурия с олигофренией), нарушения некоторых стадий превращения тирозина (альбинизм, алкаптонурия) вызывают ги-пераминоацидуршо. Она обусловлена не столько тем, что через почки выделяется большее количество аминокислот, сколько выявляющейся относительной недостаточностью функции почечных канальцев по реабсорбции аминокислот, тем более выраженной, чем выше концентрация аминокислот в крови. Это -- преренальная форма гипераминоацидурии

Вторая форма -- ренальная -- связана с первичным поражением почечных канальцев. Недостаточное обеспечение клеток почечных канальцев кислородом, угнетение активности ферментов, участвующих в механизме реабсорбции, воспалительные, токсические или дегенеративные явления, недостаток витамина В могут привести к гипераминоацидурии при нормальной концентрации аминокислот в крови.

Часто оба механизма неотделимы друг от друга, так как изолированное поражение почечных канальцев рано или поздно отражается на общем обмене аминокислот. Напр., в далеко зашедших стадиях болезни Вильсона или галактоземии выявляется и печеночный компонент. С другой стороны, большинство обменных нарушений общего характера могут ухудшить функцию клеток почечных канальцев.

При некоторых заболеваниях механизм гипераминоацидурии не выяснен, напр. при цистинозе, нефротическом синдроме, стеаторее, авитаминозе С.

При некоторых условиях нет оснований рассматривать гипераминоацидурию как патологическое явление, так как она может возникнуть как проявление целесообразной регуляторной функции клеток почечных канальцев [Хоттингер].

К первичным формам гипераминоацидурии относятся цистин-лизинурия, нарушения обмена аминокислот при различных заболеваниях. К нарушениям обмена ароматических аминокислот относятся: фенилке-тонурия с олигофренией, алкаптонурия, альбинизм, тирозиноз

Вторичные гипераминоацидурии. Хронические расстройства питания грудных детей (гипотрофия) сопровождаются повышенным выделением аминокислот [Мейер и Ритшель]. При алиментарном токсикозе аминный N повышается до 12--14% общего N. Массивная гипераминоацидурия имеется при инфекционно-токсическом шоке [Леб и Энгелен]. При целиакии регулярное выделение этаноламинофосфорной кислоты отмечают Фишер и Нилл. При акродинии гипераминоацидурия приписывается наличию в крови веществ, действующих аналогично адреналину. Недоношенные дети выделяют в повышенном количестве тирозин и фенилаланин. При рахите в острой стадии имеется повышенное выделение сорина, треонина, глицин-аланина, гистидина, лизина и глютаминовой кислоты в связанной форме. После лечения витамином Б выделение аминокислот нормализуется.

Различные синдромы с хронической семейной гиперами-ноацидурией. Синдром Дебре--де Тони--Фанкони (гликофосфоаминный диабет), при котором избыточное выделение всех аминокислот связано с недостаточностью проксимального отдела почечных канальцев. Очень рано развиваются полиурия, изостенурия, протеинурия и гликозурия ренального типа. Реабсорбция фосфатов недостаточна, в связи с чем возникает гипофосфа-темия и развиваются тяжелые, подобные рахиту нарушения энхондрального окостенения с утолщением метафизов. Заболевание сопровождается карликовым ростом. Нередко встречается у нескольких детей в одной и той же семье. Синдром Биккеля и Терсби-Пелхема. Имеется полный симптомокомплекс предыдущего синдрома и дополнительные симптомы: задержка физического и умственного развития, двусторонняя катаракта, незначительные нарушения функции печени и значительное выделение аммиака. В моче значительное выделение гистидина и тирозина. Этиология не ясна.

Углеводный обмен. У ребенка имеется большая потребность в углеводах, и гл. обр. за их счет покрываются его калорийные потребности. Ребенок уже сравнительно рано располагает ферментными системами для расщепления и использования

углеводов. Углеводы обеспечивают энергетические процессы во всех видах обмена, в частности в процессе построения клеточного вещества. В этом процессе они, кроме того, способствуют задержке воды на первом этапе роста. Обмен углеводов тесно связан с обменом азота. Установлено, что глюкоза способствует регенерации белка и введение глюкозы уменьшает концентрацию аминокислот в крови. Энергия реакций углеводного обмена требуется для полного использования жиров.

Повышенная потребность ребенка в углеводах предопределяет хорошую ассимиляцию и толерантность. Взрослый начинает выделять глюкозу при содержании ее в крови 1,5 г/кг, ребенок -- при 3 г на 1 кг и, возможно, при еще более высоком уровне. «Пороговым» в раннем возрасте является уровень в 190--230 мг%. Толерантность к галактозе и фруктозе тоже более высокая. Повышенной ассимиляции углеводов соответствует характер гликемических кривых с низким подъемом, особенно выраженным у недоношенных детей. Ей противоречит проба с двойной нагрузкой, которая дает отрицательный результат у детей грудного возраста в 68% случаев, у детей 4--7 лет в 50%. В школьном возрасте она дает положительный результат нерегулярно. По-видимому, сказывается недостаточность регуляторных механизмов.