Биохимия аминокислот - А. Майстер 1961

Нарушения обмена аминокислот при некоторых патологических состояниях
Аминоацидурия

Хотя источником аминокислот мочи являются аминокислоты плазмы, между концентрациями различных аминокислот в крови и в моче нет определенного соответствия. Так, с мочой в наибольшем количестве выделяются вовсе не те аминокислоты, уровень которых в плазме максимален (см. табл. 3). Кроме того, концентрации аминокислот в крови человека относительно постоянны, тогда как выделение аминокислот с мочой подвержено значительным колебаниям. Качественные и количественные различия в экскреции аминокислот обусловлены рядом факторов, в том числе характером питания и наследственностью. В норме у человека на долю аминокислот приходится менее 3% азота мочи; таким образом, человек выделяет с мочой примерно от 80 до 300 мг азота аминокислот в сутки. В экскреции аминокислот наблюдаются значительные видовые различия [43]; любопытно, что кошки выделяют фелинин — аминокислоту, отсутствующую в моче животных других видов (стр. 52). У человека фактор наследственности влияет на количество выделяемой ß-аминоизомасляной кислоты (она образуется, вероятно, при расщеплении тимина, см. стр. 309). Примерно 10% людей выделяют около 200 мг ß-аминоизомасляной кислоты в сутки, тогда как большинство людей выделяет лишь около 7ю этого количества. Повышенная экскреция ß-аминоизомасляной кислоты зависит, вероятно, от фактора, связанного с функцией почек, так как нет данных о наличии повышенного уровня этой аминокислоты в крови субъектов, выделяющих ее в больших количествах с мочой [44—46].

На экскрецию аминокислот в значительной мере влияет степень их реабсорбции в почечных канальцах [47—54, 235]. В норме реабсорбции в канальцах подвергаются значительные количества аминокислот — тем большие, чем выше уровень аминокислот в крови. Экспериментальные исследования о почечной реабсорбции проведены преимущественно на собаках; во многих опытах применялись рацемические аминокислоты. Полученные данные говорят о том, что аргинин, лизин и глутаминовая кислота труднее подвергаются реабсорбции, чем глицин, аланин, изолейцин, валин, треонин, триптофан, фенилаланин и метионин. Отмечено, что при реабсорбции существуют конкурентные отношения между креатином и аминокислотами (например, глицином или аланином), тогда как глюкоза с аминокислотами не конкурирует. Высказано предположение, что реабсорбция аминокислот обеспечивается единым механизмом, однако исследования, касающиеся цистинурии (см. ниже), наводят на мысль о наличии особого механизма для реабсорбции аргинина, орнитина, лизина и цистина. Известны примеры конкуренции между самими аминокислотами при реабсорбции; если такая конкуренция имеет место между L- и D-аминокислогами, то это в большой мере обесценило бы результаты опытов, проведенных с использованием рацемических аминокислот.

В общем повышенная экскреция аминокислот наступает в тех случаях, когда существенно повышено содержание аминокислот в крови или когда нарушен процесс почечной реабсорбции.

Примером первого рода (превышение почечного порога [54, 55]) может служить выделение фенилаланина при фенилпировиноградной олигофрении (стр. 474). При поражениях печени обычно повышается общий уровень аминокислот в плазме, что сопровождается общей аминоацидурией [17, 55—60]. Это не удивительно, поскольку дезаминирование аминокислот происходит в основном в печени. Дент и Уолш [56] наблюдали у больных с легкими формами заболеваний печени повышенное выделение с мочой цистина, таурина, ß-аминоизомасляной кислоты, метилгистидина, этаноламина и метионина. При более тяжелом поражении печени значительно увеличено выделение всех аминокислот, наподобие экскреции аминокислот у животных после гепатэктомии [61].

Общая аминоацидурия [65] наблюдается и при других патологических состояниях, связанных с повышенным уровнем аминокислот в плазме, например при кахексиях, мышечной атрофии [62, 63], гипертиреозах, травме [64]. Болезни почек, при которых снижается реабсорбция в почечных канальцах, могут сопровождаться общей аминоацидурией, глюкозурией и протеинурией.

При цистинурии имеется специфическое нарушение почечной реабсорбции цистина, а также орнитина, аргинина и лизина [66—71]. При этом заболевании у больных обычно не наблюдается других нарушений, кроме образования цистиновых камней. Заслуживает внимания, что цистин, одна из первых аминокислот, изолированных из природных объектов, был выделен Волластоном [72] в 1810 г. из мочевого камня. Дент и сотрудники [69—71] пришли к выводу, что единственная аномалия при цистинурии состоит в нарушении функций почечных канальцев. Любопытно, что при этом заболевании выделяются также аргинин, орнитин и лизин; Дент и сотрудники [71] предполагают, что в реабсорбции указанных аминокислот участвует общий механизм.

В одном из более ранних исследований в моче одного больного с цистинурией были найдены путресцин и кадаверин [73]; они могли возникнуть из соответствующих аминокислот под действием декарбоксилаз бактерий, присутствующих в моче. Цистинурия, по-видимому, не связана с нарушением процессов промежуточного обмена цистина; имеются убедительные данные, свидетельствующие о том, что она относится к разряду врожденных пороков обмена. Цистинурия встречается также у собак, у которых в основе этого синдрома лежат те же причины, что и у человека [74].

Разные виды аминоацидурии обнаружены и при ряде других, сравнительно редких расстройств, до сих пор еще полностью не расшифрованных. Синдром Фанкони [75—77] представляет наследственное заболевание, сопровождающееся аминоацидурией и выделением с мочой пептидов, бикарбоната и фосфата. Этому заболеванию могут сопутствовать остеомаляция, рахит и поражение печени [65, 78, 79]; иногда при этом наблюдается и цистинурия, однако этот симптом явно не идентичен неосложненной цистинурии. Простую цистинурию следует отличать от цистиноза — значительно более тяжелого заболевания с ранним смертельным исходом. При этом страдании наблюдается генерализованная аминоацидурия наряду с системными нарушениями, которые связаны с отложением кристаллов цистина в тканях, в частности в ретикулоэндотелиальной системе [80—86]. Существует мнение, что цистиноз и синдром Фанкони являются сходными заболеваниями [81]. При синдроме Фанкони концентрации аминокислот в крови обычно не отклоняются от нормы, и имеются данные о наличии дефекта в функции почек. На более поздних стадиях течение болезни может осложняться развитием поражения печени.

При гепато-лентикулярной дегенерации (болезнь Вильсона) наблюдается генерализованная аминоацидурия, связанная с поражением печени [87—89]. Однако аминоацидурия может появиться до развития признаков заболевания печени; существенное повышение уровня аминокислот в крови обычно отсутствует. Имеются также указания на экскрецию пептидов с мочой при этом заболевании [89]. Особый интерес представляют данные о том, что у таких больных нарушен обмен меди [90—95]. Наблюдается отложение меди в чечевицеобразном ядре мозга, печени и роговице; с мочой выделяются необычно большие количества меди в виде клешневидных комплексов с пептидами дикарбоновых аминокислот. В нормальной сыворотке крови медь связана с одним из а-глобулинов, церулоплазмином. Концентрация этого белка снижена при болезни Вильсона, однако общее количество меди в сыворотке крови соответствует норме или превышает ее [93, 95]. Между экскрецией аминокислот и экскрецией меди имеется параллелизм — например, повышенное выделение аминокислот, вызванное пищевым рационом с высоким содержанием белка, сопровождается повышенной экскрецией меди [94]. Природа первичного поражения при этом заболевании остается невыясненной. Интересно, что повреждение почек, вызванное металлами (ураном, свинцом, кадмием, ртутью) [96—98] и другими агентами [99, 100], приводит к аминоацидурии.

Другое наследственное расстройство обмена, галактоземия, также связано с аминоацидурией, которая, по некоторым данным, исчезает при исключении галактозы из пищи [101 —103]. Имеются указания на то, что аминоацидурия и в этом случае обусловлена нарушением реабсорбции в почечных канальцах. У некоторых больных со спонтанной идиопатической гипогликемией введение аминокислот или белка снижает уровень глюкозы в крови натощак [104].

Исследование экскреции аминокислот привело уже к открытию ряда интересных нарушений при различных патологических состояниях, в том числе при некоторых относительно редких заболеваниях; возможно, однако, что менее резкие изменения экскреции аминокислот сопутствуют и другим заболеваниям. Такого рода явления теперь доступны изучению благодаря усовершенствованию методов определения аминокислот. При этом, однако, следует строго контролировать все условия (особенно питание). Регулирование уровня аминокислот в крови происходит при участии гормонов (стр. 179); вполне вероятно, что их действие отражается и на экскреции аминокислот. Так, при введении кортизона больным с ревматоидным артритом у них наблюдалась повышенная экскреция аминокислот [105]. Имеются также данные о сравнительно регулярных изменениях экскреции ряда аминокислот у женщин в связи с половым циклом. Так, у женщин во время беременности повышается экскреция гистидина, треонина, лизина и триптофана, тогда как в период лактации экскреция аминокислот относительно понижена [106].