Наследственные протеинопатии серповидноклеточная анемия

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 22 ноября 2014;
проверки требуют 28 правок.

ВИТЕБСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра клинической биохимии

Реферат

на тему:

Наследственные и приобретенные протеинопатии

Выполнила: студент 7 группы 3 курса

Фармацевтического факультета

Жвирко Максим Вячеславович

Проверила:

Старший преподаватель В.В. Яцкеви.

Витебск 2014

Оглавление

Введение……………………………………………………………………………3

1.Причины развития протеинопатий…………………………………………….4

2.Наследственные протеинопатии……………………………………………….4

3.Приобретенные протеинопатии…………………………………………………6

Заключение………………………………………………………………………….8

Список используемой литературы………………………………………………..9

Введение

Белки (протеины, полипептиды) — высокомолекулярные органические вещества, состоящие из альфа-аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью . В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе в большинстве случаев используется 20 стандартных аминокислот. Множество их комбинаций создают молекулы белков с большим разнообразием свойств. Кроме того, аминокислотные остатки в составе белка часто подвергаются посттрансляционным модификациям, которые могут возникать и до того, как белок начинает выполнять свою функцию, и во время его «работы» в клетке. Часто в живых организмах несколько молекул разных белков образуют сложные комплексы, например, фотосинтетический комплекс. Функции белков в клетках живых организмов более разнообразны, чем функции других биополимеров — полисахаридов и ДНК. Так, белки-ферменты катализируют протекание биохимических реакций и играют важную роль в обмене веществ. Некоторые белки выполняют структурную или механическую функцию, образуя цитоскелет, поддерживающий форму клеток. Также белки играют ключевую роль в сигнальных системах клеток, при иммунном ответе и в клеточном цикле.
Белки — важная часть питания животных и человека (основные источники: мясо, птица, рыба, молоко, орехи, бобовые, зерновые; в меньшей степени: овощи, фрукты, ягоды и грибы), поскольку в их организмах не могут синтезироваться все необходимые аминокислоты и часть должна поступать с белковой пищей. В процессе пищеварения ферменты разрушают потреблённые белки до аминокислот, которые используются для биосинтеза собственных белков организма или подвергаются дальнейшему распаду для получения энергии.
Определение аминокислотной последовательности первого белка — инсулина — методом секвенирования белков принесло Фредерику Сенгеру Нобелевскую премию по химии в 1958 году. Первые трёхмерные структуры белков гемоглобина и миоглобинабыли получены методом дифракции рентгеновских лучей, соответственно, Максом Перуцем и Джоном Кендрю в конце 1950-х годов[2][3], за что в 1962 году они получили Нобелевскую премию по химии.
Дефекты в структуре белков ведут к серьезным нарушениям в организме человека, а также делают невозможной нормальную жизнедеятельность. Такие нарушения называют протеинопатиями. Различают наследсвенные и приобретенные протеинопатии. 

1.Причины развития протеинопатий

Протеинопатия — нарушение структуры определённого белка, ведущее к его ненормальной аккумуляции и токсическому воздействию на организм. Множество распространённых заболеваний связаны с протеинопатиями, в их числе болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, диабет 2 типа, серовидноклеточная анемия. Существуют также специфические редкие патологии, при которых прослеживается более непосредственная связь с нарушением структуры определенного белка.
Основной причиной является генетически обусловленное нарушение структуры белков На сегодня известно около тысячи наследственных молекулярных болезней с нарушением биосинтеза белков, особенно белков-ферментов. Протеинопатии разделяют на две группы: ферментные (ферментопатии или энзимопатии) и нефермент-нет. Первые связаны с дефектами ферментных белков, которые приводят к нарушениям определенного звена метаболизма, а вторые — с дефектом Неферментный белков: транспортных, рецепторных, иммунных и т.д. Таким образом, различные формы молекулярной патологии в основном связаны с «ошибками» генетического аппарата при кодировании структуры белков, особенно белков-ферментов. Важнейшей задачей генетических исследований является познание механизмов этих «ошибок» в генетическом коде и устранению причин, их порождающих. Реальный путь к решению этой задачи — борьба за чистоту окружающей среды, особенно защита от воздействия проникающей радиации и химических мутагенных факторов.

2.Наследственные протеинопатии

Наследственные протеинопатии развиваются в результате повреждений в генетическом аппарате данного индивидуума. Какой-либо белок не синтезируется вовсе или синтезируется, но его первичная структура изменена. Примеры наследственных протеинопатии — гемоглобинопатии, рассмотренные выше. В зависимости от роли дефектного белка в жизнедеятельности организма, от степени нарушения конформации и функции белков, от гомо- или гетерозиготности индивидуума по этому белку наследственные протеинопатии могут вызывать болезни, протекающие с различной степенью тяжести, вплоть до летального исхода ещё до рождения или в первые месяцы после рождения.

Серповидноклеточная анемия

Заболевание связано с мутацией гена HBB, вследствие чего синтезируется аномальный гемоглобин S, в молекуле которого вместо глутаминовой кислоты в b-цепи находится валин. В условия гипоксии гемоглобин S полимеризуется и выпадает во внутриклеточный осадок в виде «серпа» эритроцита.

Серповидноклеточная анемия наследуется по аутосомно-рецессивному типу (с неполным доминированием). У носителей, гетерозиготных по генусерповидноклеточной анемии, в эритроцитах присутствуют примерно в равных количествах гемоглобин S и гемоглобин А. При этом в нормальных условиях у носителей симптомы практически никогда не возникают, и серповидные эритроциты выявляются случайно при лабораторном исследовании крови. Симптомы у носителей могут появиться при гипоксии (например, при подъёме в горы) или тяжёлой дегидратации организма. У гомозигот по гену серповидноклеточной анемии в крови имеются только серповидные эритроциты, несущие гемоглобин S, и болезнь протекает тяжело.

Эритроциты, несущие гемоглобин S, обладают пониженной стойкостью и пониженной кислород-транспортирующей способностью, поэтому у больных с серповидноклеточной анемией повышено разрушение эритроцитов в селезенке, укорочен срок их жизни, повышен гемолиз и часто имеются признаки хронической гипоксии (кислородной недостаточности) или хронического «перераздражения» эритроцитарного ростка костного мозга.

Фенилкетонурия

Фенилкетонурия (фенилпировиноградная олигофрения) — редкое наследственное заболевание группы ферментопатий, связанное с нарушением метаболизма аминокислот, главным образом фенилаланина. Сопровождается накоплением фенилаланина и его токсических продуктов, что приводит к тяжёлому поражению ЦНС, проявляющемуся, в частности, в виде нарушения умственного развития. Вследствие метаболического блока активируются побочные пути обмена фенилаланина, и в организме происходит накопление его токсичных производных — фенилпировиноградной ифениломолочной кислот, которые в норме практически не образуются. Кроме того, образуются также почти полностью отсутствующие в норме фенилэтиламин и ортофенилацетат, избыток которых вызывает нарушение метаболизма липидов в головном мозге. Предположительно, это и ведёт к прогрессирующему снижению интеллекта у таких больных вплоть до идиотии. Окончательно механизм развития нарушений функций мозга при фенилкетонурии остается неясным. Среди причин также предполагается дефицит нейромедиаторов мозга, вызванный относительным снижением количества тирозина и других «больших» аминокислот, конкурирующих с фенилаланином при переносе через гематоэнцефалический барьер, и прямое токсическое действие фенилаланина. При своевременной диагностике патологических изменений можно полностью избежать, если с рождения и до полового созревания ограничить поступление в организм фенилаланина спищей.
Позднее начало лечения хотя и даёт определённый эффект, но не устраняет развившихся ранее необратимых изменений ткани мозга.
Некоторые из современных газированных напитков, жевательных резинок и лекарственных препаратов содержат фенилаланин в форме дипептида (аспартам), о чём производители обязаны предупреждать на этикетке. Так, например, на этикетках ряда безалкогольных напитков после указания состава и пищевой ценности 100 мл напитка приводится следующее предупреждение:«Содержит источник фенилаланина. Противопоказано применение при фенилкетонурии».
При рождении ребёнка в роддомах на 3-4 сутки берут анализ крови и проводят неонатальный скрининг для обнаружения врожденных заболеваний обмена веществ. На этом этапе возможно обнаружение фенилкетонурии, и, как следствие, возможно раннее начало лечения для предотвращения необратимых последствий.
Лечение проводится в виде строгой диеты от обнаружения заболевания как минимум до полового созревания, многие авторы придерживаются мнения о необходимости пожизненной диеты. Диета исключает мясные, рыбные, молочные продукты и другие продукты, содержащие животный и, частично, растительный белок. Дефицит белка восполняется аминокислотными смесямибез фенилаланина. Кормление грудью детей, больных фенилкетонурией, возможно и может быть успешным при соблюдении некоторых ограничений.
Расчет диеты для больного ФКУ проводит врач с учетом потребности в фенилаланине и его допустимом количестве.

3.Приобретенные протеинопатии

Любая болезнь сопровождается изменением белкового состава организма, т.е. развивается приобретённая протеинопатия. При этом первичная структура белков не нарушается, а обычно происходит количественное изменение белков, особенно в тех органах и тканях, в которых развивается патологический процесс. Например, при панкреатитах снижается выработка ферментов, необходимых для переваривания пищевых веществ в ЖКТ.

В некоторых случаях приобретённые протеинопатии развиваются в результате изменения условий, в которых функционируют белки. Так, при изменении рН среды в щелочную сторону (алкалозы различной природы) изменяется кон-формация гемоглобина, увеличивается его сродство к О2 и снижается доставка О2 тканям (гипоксия тканей).

Иногда в результате болезни повышается уровень метаболитов в клетках и сыворотке крови, что приводит к модификации некоторых белков и нарушению их функции. Так, повышенные концентрации глюкозы в крови при сахарном диабете приводят к неферментативному присоединению её к белкам (гликозилированию белков). Примером может служить повышение уровня гликозилированного гемоглобина в эритроцитах, что увеличивает его сродство к О2 и снижает транспорт О2 в ткани. Гликозилирование белков хрусталика глаза (кристалликов) приводит к его помутнению и развитию катаракты.

Кроме того, из клеток повреждённого органа в кровь могут выходить белки, которые в норме определяются там лишь в следовых количествах. При различных заболеваниях часто используют биохимические исследования белкового состава крови для уточнения клинического диагноза. Например, при панкреатите в крови повышается активность панкреатической амилазы (фермента, участвующего в расщеплении крахмала), которая в норме не должна попадать в кровь, а по протоку поджелудочной железы вьщеляется при пищеварении в двенадцатиперстную кишку (см. раздел 2).

В некоторых случаях биохимические данные об изменении белкового состава крови или мочи могут стать ведущими при постановке диагноза. Например, при миеломе (злокачественном перерождении плазматических клеток, синтезирующих иммуноглобулины) в крови и моче появляются белки Бенс-Джонса, которые в низких концентрациях присутствуют и в крови здоровых людей. Эти белки представляют собой лёгкие цепи иммуноглобулина G, синтез которых усиливается в злокачественно перерождённых клетках.

Заключение

Протеинопатия – это дефект строения определенных видов белков (протеинов). Дефектный белок выбивается из нормального обмена веществ, накапливается в организме, что становится причиной тех или иных патологий. Многие хорошо известные недуги, например, сахарный диабет второго типа или болезнь Паркинсона, также имеют в своей основе протеинопатию. Таким образом изучение причин появления, патологических последствий протеинопатий является важной задаче в современной биохимии и медицине.

Список используемой литературы:

1. Бадалян Л.О., Таболин В.А. и Вельтищев Ю.Е. Наследственные болезни у детей, М., 1971;
2. Биохимическая диагностика наследственных заболеваний, под ред. Е.Л. Розенфельд и Т.Т. Березова, М., 1974;
3. Кон P.M. и Рот К.С. Ранняя диагностика болезней обмена веществ, М., 1986; Маккьюсик В.А. Наследственные признаки человека. пер. с англ., с. 347, М., 1976;
4. Рачев Л., Тодоров И. и Статева Ст. Обмен веществ в детском возрасте, пер. с болг., с. 265, София, 1967;