Содержание к диссертации
Введение
ВВЕДЕНИЕ I
ГЛАВА I. ОБЗОР ЖТЕРАТУРЫ. ОСОБЕННОСТИ БЕЛКОВО-АМШОКИСЛОТНОГО МЕТАБОЛИЗМА ПРИ БЕЛКОВОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ... 5
1. Особенности белкового обмена при гипопротеивемических состояниях различной этиологии 6
а) Особенности белкового обмена при белковой голодании... 6
б) Особенности белкового обмена при ожоговой болезни II
2. Аминокислотный метаболизм при гипопротеинемических состояниях различной этиологии.» 17
а) Аминокислотный метаболизм при белковом голодании.... 17
б) Изменение спектра аминокислот при ожоговой болезни. 21
Экспериментальный раздел работы
ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 29
ГЛАВА III. ИЗУЧЕНИЕ АМИНОКИСЛОТНОГО СПЕКТРА ПЛАЗМЫ КРОВИ КРЫС ПРИ БЕЛКОВОМ ГОЛОДАНИИ И ПРИ ПАРЕНТЕРАЛЬНОМ ПИТАНИИ... 34
1. Результаты изучения влияния белкового голодания на аминокислотный спектр плазмы крови 35
2. Результаты изучения влияния препаратов парентерального питания на аминокислотный состав плазмы крови крыс, находившихся на безбелковом рационе питания 44
ГЛАВА IV. ИЗУЧЕНИЕ АМИНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА ПЛАЗМЫ КРОВИ , КРЫС ПРИ ТЕРМИЧЕСКОМ ПОРАЖЕНИИ ... 53
ГЛАВА V. ИЗМЕНЕНИЯ АМИНОКИСЛОТНОГО СПЕКТРА В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ ОЖОГОВОЙ БОЛЕЗНИ 62
I. Результаты изучения спектра свободных аминокислот обожженных с площадью ожога 12-25 поверхности тела (1 группа больных) .. 63
2. Результаты изучения спектра свободных аминокислот у больных ожоговой болезнью с площадью ожога от 25-50# поверхности тела (П группа
больных) 70
ГЛАВА VІ. ИЗМЕНЕНИЯ АМИНОКИСЛОТНОГО СПЕКТРА ПРИ ОЖОГОВОЙ БОЛЕЗНИ ДО И ПОСЛЕ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ... 79
Влияние полиаыина на аминокислотный спектр крови больных ожоговое болезнью. 79
2. Содержание аминокислот и мочевины в моче ожоговых больных с 25-50$ ожога до и после
парентерального питания..... 87
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ....* 95
ВЫВОД Ы 114
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 116
- Особенности белкового обмена при гипопротеивемических состояниях различной этиологии
- Результаты изучения влияния белкового голодания на аминокислотный спектр плазмы крови
- ИЗУЧЕНИЕ АМИНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА ПЛАЗМЫ КРОВИ , КРЫС ПРИ ТЕРМИЧЕСКОМ ПОРАЖЕНИИ
- Результаты изучения спектра свободных аминокислот обожженных с площадью ожога 12-25 поверхности тела (1 группа больных)
- Влияние полиаыина на аминокислотный спектр крови больных ожоговое болезнью.
Особенности белкового обмена при гипопротеивемических состояниях различной этиологии
Ценную информацию об эффективности источников питания дают результаты исследований прироста веса тела новорожденных, стабильность веса тела взрослых, определение общего обмена и величины азотистого баланса, содержания общих белков и отдельных фракций плазмы крови (альбумин, глобулины, фибриноген), а также азотсодержащих фракций плазмы крови небелковой природы - общего содержания свободных аминокислот и их спектра, мочевины, аммиака, креатини-на, 3-метилгистидина и ряда других показателей.
Накопленный к настоящему времени экспериментальный материал показывает, что у человека весом 70 кг ежедневно расходуется и синтезируется 285-340 г белка ( Wannemacherti975). Особенно легко обмениваются ферменты желудочно-кишечного тракта: у взрослых людей они составляют 35 г за 24 часа. В их состав входят ферменты слюны - 4,5 г, желудка 9,3 г, желчи - 1,0 г, поджелудочной железы - 10,5 г, кишечника - 9,9 г (Spencer, I960).
а) Особенности белкового обмена при белковом голодании
Примерно от 5 до 10$ плазменных белков переходят в желудочно-кишечный тракт, где гидролизуются до аминокислот. Для оывороточно -7 го альбумина установлено, что гидролизуется I г в день ( Wetter-fors et al., I960). Легко обмениваются белки кишечной мукозы,поверхность которой составляет 300 м и имеет короткий полупериод жизни (36 часов) (code 1968). Установлено, что мукоза вносит в эндогенный цикл много белка - от 77 до 91 г за 24 часа (Nasset, 1965). Большая часть аминокислот (около 75#), возникающих в процессе распада легко обменивающихся белков, вновь используется для синтеза белковых молекул. 25$ или 85-100 г аминокислот, образовавшихся в организме при распаде белков, подвергаются окислительному дезаминированию, азот которых преимущественно экскретируется в виде мочевины и аммиака. Если даже полностью исключить белок из пищи, то и тогда организм человека сохраняет способность выделять около 5 г азота в день, что соответствует окислению примерно 30 г эндогенного белка ( Nasset, 1975).
Естественно, что эти потери азота в процессе жизнедеятельности организма за счет легко обменивающихся белков могут быть восполнены только за счет экзогенных источников азота.
При полном голодании организма расход белков будет выше, чем при белковом голодании, т.к. организм расходует продукты их распада - аминокислоты не только для синшеза биологически активных соединений, но и для обеспечения энергетических потребностей. Adibi (1973) считает, что у человека и экспериментальных животных имеется сверхспособность консервировать эндогенный азот, когда снабжение калориями не ограничено.
При голодании организм чрезвычайно экономно расходует белковые субстраты в качестве источников калорий ( Мшаго, 1970). Показано, что в течение 24 часов голодания примерно 20$ калорий образуется из белков (Cahiil et al.t 1968). Это эквивалентно примерно 100 г белков или 1/3 белков, которые ежедневно возобновляются у
-8 взрослых людей. В течение продолжительного голодания запасы калорий за счет белков прогрессивно снижаются. На 8 день голодания -12$ калорий или 50 г белка, на 40 день голодания только Ь% общих калорий ежедневных запасов ( Cahill et al. ,1966) или 19 г белка. Аналогичные результаты получены в экспериментах на крысах (Addis, 1936; Wannemacher et al ,1970).
Таким образом, при длительном голодании в течение нескольких недель имеет место уменьшение утилизации глюкозы и снижение белкового катаболизма ( Oahill et al. ,1968; Felig et al. ,1969; Aki et al. ,1972). Значительные запасы энергии в организме содержатся в липидах, которые при голодании мобилизуются в форме усиленного липолиза (В .Б.Слободин, В .А.Кузнецова, 1980), имеющем место при снижении концентрации инсулина. Липолиз поставляет значительное количество энергии (160 г свободных жирных кислот), но только 16 г глицерола используется для глюкогенеза ( Gertz and Fersson , 1975).
Результаты изучения влияния белкового голодания на аминокислотный спектр плазмы крови
С целью изучения влияния белковой недостаточности на аминокислотный состав крови были проведены исследования на 60 крысах линии Вистар, которые были разбиты на группы по 10 животных.
Было проведено 2 серии исследований. В 1-й серии исследований изучали влияние белкового голодания на аминокислотный состав плазмы крови крыс.
Во второй серии опытов изучали спектры аминокислот плазмы крови крыс, которым после белкового голодания вводили препараты парентерального белкового питания.
Результаты данной серии опытов представлены в табл.1 и на рисунке I.
Полученные данные показывают (табл. І, рис. і), что содержание животных на безбелковом рационе питания приводит к значительным изменениям в количественном содержании отдельных аминокислот в плазме крови животных. Так у крыс, находящихся на Ю-дневном безбелковом питании, из незаменимых аминокислот наиболее резкие изменения выявляются в содержании лизина и треонина. Концентрация лизина в крови животных при белковом голодании достоверно увеличивается, треонина, напротив, снижается. Выявлена также некоторая тенденция к снижению в содержании метионина, из разветвленных аминокислот - изолейцина, валина, при относительном постоянстве в концентрации лейцина и фенилаланина. При удлинении срока содержания животных на безбелковом рационе питания до 20 дней изменения в содержании аминокислот углубляются, но не так значительно, как в первые 10 дней белкового голодания. Из незаменимых аминокислот концентрация лизина продолжает увеличиваться, а концентрация треонина еще больше снижается. Содержание большей части заменимых аминокислот в плазме крови крыс как при 10-дневном, так и при 20-дневном безбелковом рационе питания остается на повышенномуровне (Р 0,03 ) - аланина, аспарагиновой кислоты (р 0,06 ), глутаминовой кислоты, гистидина, серина. Отмечено еще большее умень шение в содержании тирозина. Как известно, предшественником для синтеза тирозина в печени является фенилаланин. Процесс гидрокси-лирования фенилаланина при участии фермента фенилаланингидроксилазы, приводящий к синтезу тирозина, по-видимому, нарушается, что и обуславливает понижение уровня тирозина. Из других заменимых аминокислот выявлена тенденция к снижению уровня аргинина при одновременном увеличении содержания орнитина. Общая концентрация свободных аминокислот в плазме крови животного увеличивается с 2777,9 159,3 мкмоль/литр до 3402,1 93,7 мкмоль/литр после 10-дневного и до 3348,5 204,2 мкмоль/литр после 20-дневного белкового голодания. Увеличение содержания аминокислот в плазме крови животных при безбелковом рационе питания свидетельствует о катаболизме белковых субстратов организма. Образовавшиеся продукты деструкции белков - аминокислоты, надо полагать, компенсируют расход незаменимых аминокислот для синтеза таких биологически важных для жизни соединений как ферменты, гормоны, антитела и др. По-видимому, с этим связано относительно незначительное снижение незаменимых аминокислот даже в течение 10-и 20-дневного белкового голодания, хотя по данным Adibi 1973) снижение некоторых незаменимых аминокислот в плазме крови крыс имело место уже после 24-часового содержания животных на безбелковом рационе питания. Что же касается резкого повышения уровня лизина и снижения треонина, то аналогичные изменения были выявлены и в работах других исследователей. Увеличение содержания лизина на 50$ в плазме крови крыс было выявлено при голодании животных от 8 до 24 часов (Boomgaaxdt et аХ.» 1969). Можно предположить, что это связано с пониженной скоростью дезами-нирования этой кислоты, что было показано в исследованиях Coles -40-et al,, (1963). Снижение уровня треонина в плазме крови крыс показано в исследованиях Harfcen et al., (1968), в опытах которых животных содержали на рационе питания с минимальным содержанием аминокислот.
Заменимые аминокислоты как и незаменимые используются организмом для синтеза белка и биологически активных соединений. Однако, их аминокислотный пул пополняется не только за счет деструкции белковых субстратов, но и за счет синтетических процессов в организме,а именно за счет аминирования кето-кислот и интенсивно протекающих в организме процессов переаминирования. Вышеуказанные процессы играют большую роль в удержании эндогенного азота, что очень важно, когда нет орального поступления в организм экзогенных белковых субстратов.
Хорошо известно, что заменимые аминокислоты имеют значение не только как составные части белков и предшественники для синтеза целого ряда биологических: активных соединений, но многие из них имеют и особые физиологические функции. В этой связи следует указать на важную роль глутаминовой кислоты. Глутаминовая кислота образуется при взаимодействии аммиака с ос -кетоглутаровой кислотой, т.е. в реакции, имеющей фундаментальное значение в биосинтезе заменимых аминокислот. Эта реакция служит главным, если не единственным путем образования аминогруппы непосредственно из аммиака.
Изучение аминокислотного состава плазмы крови , крыс при термическом поражении
В отличие от предыдущего раздела работы, в котором изучали влияние белкового голодания на аминокислотный состав крови, в настоящем разделе представлялось важным изучить влиение термической травмы на содержание аминокислот в плазме крови крыс при полной обеспеченности животного всеми необходимыми для жизнедеятельности компонентами питания - вода, белки, жиры, углеводы, электролиты, микроэлементы и витамины, т.е. всем, что получали и животные контрольной группы.
Известно, что ожоговая травма сопровождается глубокими нарушениями всех видов обмена особенное белковвго. В связи с катаболи-ческими процессами резко снижается синтез мышечных белков, снижается количество транспортных белков, страдает ферментативная система, иммуноглобулины и т.д. (Р.М.Гланц,Ф..Усиков, 1979; Л.И.Герасимова, 1980; Wilmore, 1974). На основании изложенного выше являлось целесообразным проследить изменения аминокислотного состава плазмы крови крыс с ожоговой травмой.
В первые сутки после термической травмы животные пребывали в состоянии шока, были мало подвижны, не принимали пищу, спустя 24-48 часов активность животных восстанавливалась, появлялся аппетит.
Результаты проведенных исследований представлены в таблице 7, на рисунке 4, которые показывают, что спустя 24 часа после нанесения термической травмы отмечается резкое увеличение содержания аминокислот как незаменимых, так и заменимых по сравнению с контрольными животными. Так, суммарное содержание незаменимых аминокислот увеличивалось с 89І,9±57,2 мкмоль/л в норме до мкмоль/л на вторые сутки.Наблюдалось значительное увеличение аминокислот с разветвленной цепью (изолейцина, лейцина) в среднем на 50-53$, треонина и лизина на 60-70$, а серосодержащей аминокислоты метионина на 83$. Таким образом, в отличие от белкового голодания, при котором сохранялся относительно стабильный уровень в плазме крови крыс незаменимых аминокислот за исключением ярко выраженных изменений в содержании лизина и треонина, ожого-вае травма приводит к повышению всех незаменимых аминокислот, в том числе и треонина.
Уровень заменимых аминокислот также превышал норму, особенно резко увеличивалось содержание одной из глюкогенных аминокислот -аланина - более чем на 100$, что свидетельствует, по-видимому, о начавшемся распаде мышечных белков. Кроме аланина отмечено увеличение дикарбоновых аминокислот, особенно аспарагиновой кислоты. Концентрация ее на 2-е сутки после нанесения травмы была равна П4,6±13,5 мкмол/л, что составляет 130$ от нормы.
Подвергаются также резким изменениям аминокислоты мочевинного цикла. Особенно большой подъем концентрации в плазме крови на 2-е сутки после нанесения ожоговой травмы, т.е. в период шока, дал орнитин. Содержание его превышало нормы на 380$. В период шока значительно возросло содержание глицина и было выше нормы на 92$. Общая сумма заменимых и незаменимых аминокислот в плазме крови в период шока составляла 4106,7±186,7 мкмоль/л при норме 2605,0 92,8 мкмоль/л, т.е. выше на 57$.
Изучение аминокислотного состава плазмы крови , крыс при термическом поражении
Результаты изучения спектра свободных аминокислот обожженных с площадью ожога 12-25 поверхности тела (1 группа больных)
Данные содержания аминокислот у этой группы больных представлены в таблице 10 и на рис, 5.
Как видно из представленных в таблице данных, у больных с площадью ожога 12-25$, спустя 24-49 часов, т.е. в периоде шока, выявлено увеличение содержания незаменимых аминокислот с 767,75 мкмоль/ литр до 887,6 мкмоль/литр при отсутствии изменений в суммарном содержании заменимых аминокислот. За счет увеличения содержания незаменимых и некоторых заменимых аминокислот - выявлено повышение общего содержания свободных аминокислот в плазме крови больного. Полученные данные указывают на различную направленность в изменениях суммарного содержания незаменимых и заменимых аминокислот. Аналогичные изменения наблюдались и в содержании отдельных аминокислот. Так из незаменимых аминокислот достоверно увеличено содержание фенилаланина, а также аминокислот с разветвленной структурой - лейцина и валина. Содержание треонина достоверно снижено и наметилась тенденция к снижению лизина. Из заменимых аминокислот содержание цистеина было снижено. Наметилась тенденция к уменьшению содержания таких аминокислот как серии, пролин, аланин, глицин и цитрулин. Содержание глутаминовой кислоты и гистидина было достоверно увеличено. Различная направленность отклонений в концентрациях отдельных аминокислот не позволяет сделать заключение, что выявляемые изменения в спектре свободных аминокислот в плазме обожженных людей могут быть следствием нарушений макро-и микроциркуляции и возможно развившейся олигурии.
Повышение содержания незаменимых аминокислот и за счет этого некоторое увеличение общего содержания аминокислот, несмотря на недостаточность приема пищи в первые часы после получения термического ожога, свидетельствует о катаболической направленности обмена, что, по-видимому, является следствием разрушения тканей, нарушением гормонального статуса организма.
Есть основание считать, что катаболизм белковых структур уже в стадии шока был интенсивно выражен, т.к. образовавшиеся при деструкции аминокислоты содержались в более высокой концентрации, чем в норме, несмотря на значительные потери их с пузырчатой жидкостью обожженного и, надо полагать, с частичной их утилизацией на энергетические потребности организма, которые резки возрастают при термической травме. Как показали проведенные нами исследования в период шока на энергетические цели утилизируются в основном только заменимые аминокислоты, незаменимые аминокислоты организм использует экономно для синшеза биологически важных для жизни организма соединений.
Влияние полиаыина на аминокислотный спектр крови больных ожоговое болезнью
В зависимости от различных функциональных нарушений и глубины метаболических изменений обмена у пострадавших проводится комплексное лечение с применением противошоковых, дезинтоксикационных кровезаменителей, а также препаратов парентерального белкового питания, являющихся эффективным средством терапии гипопротеинемии при ожоговой травме (А.И.Козлов, Н.В.Манжаров, 1980; М.И.Кузин и др. 1980; Н.В.Манжаров, 1981; В.Харти-г, 1982; Л.С.Рогачева и др.1982; З.С.Тхоржевская, А.И.Шанская, 1983, П.С.Васильев и др., 1984 ).
В качестве источника белкового питания использовали полиамин-Qfo аминокислотный препарат, в состав которого включены все 8 незаменимых и 5 заменимых аминокислот и сорбит (в % концентрации). Полиамин вводили как в периоде токсемии, так и септикотоксемии в количестве 400(800) мл в зависимости от времени поступления больного и тяжести заболевания. Одновременно вводили энергетические субстраты - глюкозу, жировые эмульсии, а также витамины и гормоны, с целью достижения максимально полного использования аминокислот для пластических целей организма. Соотношение между аминокислотами и энергетическими компонентами было на I г азота 150-200 ккал. Парентеральное питание проводили ежедневно в течение 5-Ю суток. Следует подчеркнуть, что во всех наших наблюдениях ПП было дополнительным, т.е. сочеталось с обычным оральным питанием. Однако, как показали наши исследование оральный прием не был достаточным, вследствие резко возросших энергетических потребностей, для ком -80-пенсации которых организм расходует как эндогенные, так и экзогенные аминокислоты, что приводит к большим потерям азота с мочой.
Недостаточность энтерального питания могла быть обусловлена и воз и. можным функционально-физическими нарушениями моторной, всасывающей и ферментативной активности желудочно-кишечного тракта. Для оценки эффективности парентерального питания в работах ряда исследователей широко используются такие биохимические показатели, как величина азотистого баланса и содержание общего белка и белковых фракций крови. В настоящем исследовании наряду с изучением влияния ПП на белковые фракции крови проводилось определение его влияния на аминокислотный спектр крови и мочи, а также определение мочевины в моче, как важного показателя белкового обмена в организме.
