Πρωτεϊνικός μεταβολισμός: πρωτεΐνες και πρωτεϊνικές απαιτήσεις

Η πρωτεΐνη είναι ένα από τα κύρια και ζωτικά προϊόντα. Έχει πλέον γίνει προφανές ότι η χρήση πρωτεΐνης για ενεργειακή δαπάνη είναι παράλογη, καθώς η διάσπαση των αμινοξέων παράγει πολλές όξινες ρίζες και αμμωνία, οι οποίες δεν είναι αδιάφορες για τον οργανισμό του παιδιού.

Τι είναι η πρωτεΐνη;

Δεν υπάρχουν αποθέματα πρωτεϊνών στο ανθρώπινο σώμα. Μόνο όταν οι ιστοί αποσυντίθενται, οι πρωτεΐνες διασπώνται σε αυτούς, απελευθερώνοντας αμινοξέα που χρησιμοποιούνται για τη διατήρηση της πρωτεϊνικής σύνθεσης άλλων, πιο ζωτικών ιστών και κυττάρων. Επομένως, η φυσιολογική ανάπτυξη του σώματος χωρίς επαρκή πρωτεΐνη είναι αδύνατη, καθώς τα λίπη και οι υδατάνθρακες δεν μπορούν να τα αντικαταστήσουν. Επιπλέον, οι πρωτεΐνες περιέχουν απαραίτητα αμινοξέα που είναι απαραίτητα για την κατασκευή νεοσχηματισμένων ιστών ή για την αυτοανανέωσή τους. Οι πρωτεΐνες αποτελούν συστατικό διαφόρων ενζύμων (πεπτικών, ιστών κ.λπ.), ορμονών, αιμοσφαιρίνης και αντισωμάτων. Υπολογίζεται ότι περίπου το 2% των πρωτεϊνών του μυϊκού ιστού είναι ένζυμα που ανανεώνονται συνεχώς. Οι πρωτεΐνες λειτουργούν ως ρυθμιστικά διαλύματα, συμμετέχοντας στη διατήρηση μιας σταθερής αντίδρασης του περιβάλλοντος σε διάφορα υγρά (πλάσμα αίματος, εγκεφαλονωτιαίο υγρό, εντερικές εκκρίσεις κ.λπ.). Τέλος, οι πρωτεΐνες αποτελούν πηγή ενέργειας: 1 g πρωτεΐνης, όταν διασπάται πλήρως, παράγει 16,7 kJ (4 kcal).

Το κριτήριο του ισοζυγίου αζώτου χρησιμοποιείται εδώ και πολλά χρόνια για τη μελέτη του μεταβολισμού των πρωτεϊνών. Αυτό γίνεται προσδιορίζοντας την ποσότητα αζώτου που προέρχεται από τις τροφές και την ποσότητα αζώτου που χάνεται με τα κόπρανα και αποβάλλεται με τα ούρα. Η απώλεια αζωτούχων ουσιών με τα κόπρανα χρησιμοποιείται για να κριθεί ο βαθμός πέψης των πρωτεϊνών και η απορρόφησή τους στο λεπτό έντερο. Η διαφορά μεταξύ του αζώτου στις τροφές και της απέκκρισής του με τα κόπρανα και τα ούρα χρησιμοποιείται για να κριθεί ο βαθμός κατανάλωσής του για τον σχηματισμό νέων ιστών ή την αυτοανανέωσή τους. Στα παιδιά αμέσως μετά τη γέννηση ή σε παιδιά με χαμηλό βάρος και ανώριμα, η ίδια η ατέλεια του συστήματος αφομοίωσης οποιασδήποτε πρωτεΐνης τροφής, ειδικά αν δεν είναι η πρωτεΐνη του μητρικού γάλακτος, μπορεί να οδηγήσει στην αδυναμία αξιοποίησης του αζώτου.

Χρονισμός ανάπτυξης των λειτουργιών του γαστρεντερικού σωλήνα

Ηλικία, μήνες	FAO/ΠΟΥ (1985)	ΟΗΕ (1996)
0-1	124	107
1-2	116	109
2-3	109	111
3^	103	101
4-10	95-99	100
10-12	100-104	109
12-24	105	90

Στους ενήλικες, η ποσότητα αζώτου που αποβάλλεται είναι συνήθως ίση με την ποσότητα αζώτου που προσλαμβάνεται με την τροφή. Αντίθετα, τα παιδιά έχουν θετικό ισοζύγιο αζώτου, δηλαδή η ποσότητα αζώτου που προσλαμβάνεται με την τροφή υπερβαίνει πάντα την απώλειά του με τα κόπρανα και τα ούρα.

Η κατακράτηση του διαιτητικού αζώτου, και επομένως η αξιοποίησή του από τον οργανισμό, εξαρτάται από την ηλικία. Αν και η ικανότητα κατακράτησης αζώτου από την τροφή διατηρείται καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής, είναι μεγαλύτερη στα παιδιά. Το επίπεδο κατακράτησης αζώτου αντιστοιχεί στη σταθερά ανάπτυξης και στον ρυθμό πρωτεϊνοσύνθεσης.

Ρυθμός πρωτεϊνοσύνθεσης σε διαφορετικές ηλικιακές περιόδους

Περίοδοι ηλικίας	Ηλικία	Ρυθμός σύνθεσης, g/(kg • ημέρα)
Νεογνό με χαμηλό βάρος γέννησης	1-45 ημέρες	17,46
Ένα παιδί στον δεύτερο χρόνο της ζωής του	10-20 μήνες	6.9
Ενήλικας	20-23 ετών	3.0
Ένας ηλικιωμένος άνδρας	69-91 ετών	1.9

Ιδιότητες των πρωτεϊνών τροφίμων που λαμβάνονται υπόψη κατά τον καθορισμό των διατροφικών προτύπων

Βιοδιαθεσιμότητα (απορρόφηση):

• 100 (Npost - Nout) / Npost,

Όπου Npost είναι το άζωτο που λαμβάνεται· στη συνέχεια είναι το άζωτο που αποβάλλεται με τα κόπρανα.

Καθαρή Χρήση (NPU %):

• (Nпш-100 (Nсn + Nvч)) / Nпш,

Όπου Nпш είναι το άζωτο των τροφίμων·

Nst - άζωτο στα κόπρανα;

Nmch - άζωτο ούρων.

Δείκτης απόδοσης πρωτεΐνης:

• Αύξηση βάρους ανά 1 g πρωτεΐνης που καταναλώθηκε σε ένα τυποποιημένο πείραμα σε κουτάβια αρουραίων.

«Βαθμολογία» αμινοξέων:

• 100 AKB / AKE,

Όπου Akb είναι η περιεκτικότητα ενός δεδομένου αμινοξέος σε μια δεδομένη πρωτεΐνη, σε mg.

AKE - η περιεκτικότητα ενός δεδομένου αμινοξέος στην πρωτεΐνη αναφοράς, mg.

Για να επεξηγήσουμε την έννοια του «score» και την έννοια της «ιδανικής πρωτεΐνης», παρουσιάζουμε δεδομένα σχετικά με τα χαρακτηριστικά του «score» και την αξιοποίηση διαφόρων πρωτεϊνών τροφίμων.

Τιμές «βαθμολογίας αμινοξέων» και «καθαρής χρήσης» ορισμένων πρωτεϊνών τροφίμων

Πρωτεΐνη	Σκορ	Διάθεση
Αραβόσιτος	49	36
Κεχρί	63	43
Ρύζι	67	63
Σιτάρι	53	40
Σόγια	74	67
Ολόκληρο αυγό	100	87
μητρικό γάλα	100	94
αγελαδινό γάλα	95	81

Συνιστώμενη Πρόσληψη Πρωτεΐνης

Λαμβάνοντας υπόψη τις σημαντικές διαφορές στη σύνθεση και τη θρεπτική αξία των πρωτεϊνών, οι υπολογισμοί της παροχής πρωτεΐνης σε νεαρή ηλικία γίνονται μόνο και αποκλειστικά για πρωτεΐνες υψηλότερης βιολογικής αξίας, αρκετά συγκρίσιμες σε θρεπτική αξία με την πρωτεΐνη του ανθρώπινου γάλακτος. Αυτό ισχύει και για τις συστάσεις που δίνονται παρακάτω (ΠΟΥ και MZ της Ρωσίας). Σε μεγαλύτερες ηλικιακές ομάδες, όπου η συνολική ανάγκη για πρωτεΐνη είναι κάπως χαμηλότερη, και σε σχέση με τους ενήλικες, το πρόβλημα της ποιότητας της πρωτεΐνης επιλύεται ικανοποιητικά με τον εμπλουτισμό της διατροφής με διάφορους τύπους φυτικών πρωτεϊνών. Στον εντερικό χυμό, όπου αναμειγνύονται αμινοξέα διαφόρων πρωτεϊνών και αλβουμίνες ορού αίματος, σχηματίζεται μια αναλογία αμινοξέων κοντά στη βέλτιστη. Το πρόβλημα της ποιότητας της πρωτεΐνης είναι πολύ οξύ όταν τρώμε σχεδόν αποκλειστικά έναν τύπο φυτικής πρωτεΐνης.

Η γενική τυποποίηση πρωτεϊνών στη Ρωσία διαφέρει κάπως από την υγειονομική τυποποίηση στο εξωτερικό και στις επιτροπές του ΠΟΥ. Αυτό οφείλεται σε ορισμένες διαφορές στα κριτήρια για τη βέλτιστη παροχή. Με την πάροδο των ετών, αυτές οι θέσεις και οι διαφορετικές επιστημονικές σχολές έχουν πλησιάσει. Οι διαφορές απεικονίζονται στους ακόλουθους πίνακες συστάσεων που υιοθετήθηκαν στη Ρωσία και στις επιστημονικές επιτροπές του ΠΟΥ.

Συνιστώμενη Πρόσληψη Πρωτεΐνης για Παιδιά Κάτω των 10 Ετών

Δείκτης	0-2 μήνες	3-5 μήνες	6-11 μήνες	1-3 χρόνια	3-7 ετών	7-10 χρόνια
Συνολικές πρωτεΐνες, g	-	-	-	53	68	79
Πρωτεΐνες, g/kg	2,2	2.6	2.9	-	-	-

Ασφαλή επίπεδα πρόσληψης πρωτεΐνης σε μικρά παιδιά, g/(kg • ημέρα)

Ηλικία, μήνες	FAO/ΠΟΥ (1985)	ΟΗΕ (1996)
0-1	-	2,69
1-2	2,64	2.04
2-3	2.12	1,53
3^	1,71	1,37
4-5	1,55	1,25
5-6	1,51	1.19
6-9	1,49	1.09
9-12	1,48	1.02
12-18	1.26	1,00
18-24	1.17	0,94

Λαμβάνοντας υπόψη τη διαφορετική βιολογική αξία των φυτικών και ζωικών πρωτεϊνών, είναι σύνηθες να εφαρμόζεται η τυποποίηση τόσο με βάση την ποσότητα πρωτεΐνης που χρησιμοποιείται όσο και με βάση την ζωική πρωτεΐνη ή το μερίδιό της στη συνολική ποσότητα πρωτεΐνης που καταναλώνεται ανά ημέρα. Ένα παράδειγμα είναι ο πίνακας για την τυποποίηση της πρωτεΐνης M3 της Ρωσίας (1991) για παιδιά μεγαλύτερων ηλικιακών ομάδων.

Αναλογία φυτικής και ζωικής πρωτεΐνης στις συστάσεις για κατανάλωση

Σκίουροι	11-13 ετών		14-17 ετών
	Αγόρια	Κορίτσια	Αγόρια	Κορίτσια
Συνολικές πρωτεΐνες, g	93	85	100	90
Συμπεριλαμβανομένων των ζώων	56	51	60	54

Η Κοινή Ομάδα Εμπειρογνωμόνων FAO/ΠΟΥ (1971) έκρινε ότι το ασφαλές επίπεδο πρόσληψης πρωτεΐνης, όσον αφορά την πρωτεΐνη του αγελαδινού γάλακτος ή του ασπραδιού του αυγού, είναι 0,57 g/kg σωματικού βάρους ανά ημέρα για έναν ενήλικα άνδρα και 0,52 g/kg για μια γυναίκα. Το ασφαλές επίπεδο είναι η ποσότητα που είναι απαραίτητη για την κάλυψη των φυσιολογικών αναγκών και τη διατήρηση της υγείας σχεδόν όλων των μελών μιας δεδομένης πληθυσμιακής ομάδας. Για τα παιδιά, το ασφαλές επίπεδο πρόσληψης πρωτεΐνης είναι υψηλότερο από ό,τι για τους ενήλικες. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι η αυτοανανέωση των ιστών συμβαίνει πιο έντονα στα παιδιά.

Έχει διαπιστωθεί ότι η απορρόφηση του αζώτου από τον οργανισμό εξαρτάται τόσο από την ποσότητα όσο και από την ποιότητα της πρωτεΐνης. Η τελευταία νοείται ορθότερα ως η αμινοξική σύνθεση της πρωτεΐνης, ιδίως η παρουσία απαραίτητων αμινοξέων. Οι ανάγκες των παιδιών τόσο σε πρωτεΐνες όσο και σε αμινοξέα είναι σημαντικά υψηλότερες από αυτές των ενηλίκων. Έχει υπολογιστεί ότι ένα παιδί χρειάζεται περίπου 6 φορές περισσότερα αμινοξέα από έναν ενήλικα.

Απαιτήσεις σε απαραίτητα αμινοξέα (mg ανά 1 g πρωτεΐνης)

Αμινοξέα	Παιδιά			Ενήλικες
	Έως 2 χρόνια	2-5 χρόνια	10-12 χρόνια
Ιστιδίνη	26	19	19	16
Ισολευκίνη	46	28	28	13
Λευκίνη	93	66	44	19
Λυσίνη	66	58	44	16
Μεθειονίνη + κυστίνη	42	25	22	17
Φαινυλαλανίνη + τυροσίνη	72	63	22	19
Θρεονίνη	43	34	28	9
Τρυπτοφάνη	17	11	9	5
Βαλίν	55	35	25	13

Ο πίνακας δείχνει ότι η ανάγκη των παιδιών για αμινοξέα είναι όχι μόνο υψηλότερη, αλλά και ότι η αναλογία των αναγκών τους σε ζωτικά αμινοξέα είναι διαφορετική από αυτή των ενηλίκων. Οι συγκεντρώσεις των ελεύθερων αμινοξέων στο πλάσμα και στο ολικό αίμα διαφέρουν επίσης.

Η ανάγκη για λευκίνη, φαινυλαλανίνη, λυσίνη, βαλίνη και θρεονίνη είναι ιδιαίτερα υψηλή. Αν λάβουμε υπόψη ότι 8 αμινοξέα είναι ζωτικής σημασίας για έναν ενήλικα (λευκίνη, ισολευκίνη, λυσίνη, μεθειονίνη, φαινυλαλανίνη, θρεονίνη, τρυπτοφάνη και βαλίνη), τότε για παιδιά κάτω των 5 ετών, η ιστιδίνη είναι επίσης ένα απαραίτητο αμινοξύ. Για τα παιδιά των πρώτων 3 μηνών της ζωής τους, προστίθενται κυστίνη, αργινίνη, ταυρίνη, και για τα πρόωρα βρέφη, προστίθεται επίσης γλυκίνη, δηλαδή 13 αμινοξέα είναι ζωτικής σημασίας για αυτά. Αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τον σχεδιασμό της διατροφής των παιδιών, ειδικά σε νεαρή ηλικία. Μόνο λόγω της σταδιακής ωρίμανσης των ενζυμικών συστημάτων κατά την ανάπτυξη, η ανάγκη για απαραίτητα αμινοξέα στα παιδιά μειώνεται σταδιακά. Ταυτόχρονα, με την υπερβολική υπερφόρτωση πρωτεϊνών, η αμινοξυαιμία εμφανίζεται πιο εύκολα στα παιδιά παρά στους ενήλικες, η οποία μπορεί να εκδηλωθεί σε αναπτυξιακές καθυστερήσεις, ιδιαίτερα νευροψυχικές.

Συγκέντρωση ελεύθερων αμινοξέων στο πλάσμα αίματος και στο ολικό αίμα παιδιών και ενηλίκων, mol/l

Αμινοξέα	Πλάσμα αίματος		Ολικό αίμα
	Νεογέννητα	Ενήλικες	Παιδιά 1-3 ετών	Ενήλικες
Αλανίνη	0,236-0,410	0,282-0,620	0,34-0,54	0,26-0,40
Α-αμινοβουτυρικό οξύ	0,006-0,029	0,008-0,035	0,02-0,039	0,02-0,03
Αργινίνη	0,022-0,88	0,094-0,131	0,05-0,08	0,06-0,14
Ασπαραγίνη	0,006-0,033	0,030-0,069	-	-
Ασπαρτικό οξύ	0,00-0,016	0,005-0,022	0,08-0,15	0,004-0,02
Βαλίν	0,080-0,246	0,165-0,315	0,17-0,26	0,20-0,28
Ιστιδίνη	0,049-0,114	0,053-0,167	0,07-0,11	0,08-0,10
Γλυκίνη	0,224-0,514	0,189-0,372	0,13-0,27	0,24-0,29
Γλουταμίνη	0,486-0,806	0,527	-	-
Γλουταμινικό οξύ	0,020-0,107	0,037-0,168	0,07-0,10	0,04-0,09
Ισολευκίνη	0,027-0,053	0,053-0,110	0,06-0,12	0,05-0,07
Λευκίνη	0,047-0,109	0,101-0,182	0,12-0,22	0,09-0,13
Λυσίνη	0,144-0,269	0,166-0,337	0,10-0,16	0,14-0,17
Μεθειονίνη	0,009-0,041	0,009-0,049	0,02-0,04	0,01-0,05
Ορνιθίνη	0,049-0,151	0,053-0,098	0,04-0,06	0,05-0,09
Προλίνη	0,107-0,277	0,119-0,484	0,13-0,26	0,16-0,23
Γαλήνιος	0,094-0,234	0,065-0,193	0,12-0,21	0,11-0,30
Ταυρίνη	0,074-0,216	0,032-0,143	0,07-0,14	0,06-0,10
Τυροσίνη	0,088-0,204	0,032-0,149	0,08-0,13	0,04-0,05
Θρεονίνη	0,114-0,335	0,072-0,240	0,10-0,14	0,11-0,17
Τρυπτοφάνη	0,00-0,067	0,025-0,073	-	-
Φαινυλαλανίνη	0,073-0,206	0,053-0,082	0,06-0,10	0,05-0,06
Κυστίνη	0,036-0,084	0,058-0,059	0,04-0,06	0,01-0,06

Τα παιδιά είναι πιο ευαίσθητα στην πείνα από τους ενήλικες. Σε χώρες όπου υπάρχει έντονη έλλειψη πρωτεΐνης στη διατροφή των παιδιών, η θνησιμότητα σε νεαρή ηλικία αυξάνεται κατά 8-20 φορές. Δεδομένου ότι η πρωτεΐνη είναι επίσης απαραίτητη για τη σύνθεση αντισωμάτων, τότε, κατά κανόνα, με την έλλειψή της στη διατροφή των παιδιών, συχνά εμφανίζονται διάφορες λοιμώξεις, οι οποίες, με τη σειρά τους, αυξάνουν την ανάγκη για πρωτεΐνη. Δημιουργείται ένας φαύλος κύκλος. Τα τελευταία χρόνια, έχει διαπιστωθεί ότι η έλλειψη πρωτεΐνης στη διατροφή των παιδιών κατά τα πρώτα 3 χρόνια της ζωής, ειδικά μακροπρόθεσμα, μπορεί να προκαλέσει μη αναστρέψιμες αλλαγές που επιμένουν για μια ζωή.

Για την αξιολόγηση του μεταβολισμού των πρωτεϊνών χρησιμοποιούνται διάφοροι δείκτες. Έτσι, ο προσδιορισμός της περιεκτικότητας σε πρωτεΐνη και των κλασμάτων της στο αίμα (πλάσμα) αποτελεί μια συνοπτική έκφραση των διεργασιών σύνθεσης και διάσπασης των πρωτεϊνών.

Περιεκτικότητα σε ολική πρωτεΐνη και κλάσματά της (σε g/l) στον ορό του αίματος

Δείκτης	Στη μητέρα	Αίμα ομφάλιου λώρου	Σε παιδιά ηλικίας
			0-14 ημέρες	2-4 εβδομάδες	5-9 εβδομάδες	9 εβδομάδες - 6 μήνες	6-15 μήνες
Συνολική πρωτεΐνη	59,31	54,81	51.3	50,78	53,37	56,5	60,56
Αλβουμίνες	27,46	32.16	30.06	29,71	35.1	35.02	36.09
Α1-σφαιρίνη	3,97	2.31	2.33	2,59	2.6	2.01	2.19
Α1-λιποπρωτεΐνη	2.36	0,28	0,65	0,4	0,33	0,61	0,89
Α2-σφαιρίνη	7.30	4,55	4,89	4,86	5.13	6,78	7,55
Α2-μακροσφαιρίνη	4.33	4.54	5.17	4,55	3,46	5.44	5,60
Α2-απτοσφαιρίνη	1,44	0,26	0,15	0,41	0,25	0,73	1.17
Α2-σερουλοπλασμίνη	0,89	0,11	0,17	0,2	0,24	0,25	0,39
Β-σφαιρίνη	10,85	4,66	4.32	5.01	5.25	6,75	7,81
Β2-λιποπρωτεΐνη	4,89	1.16	2.5	1,38	1.42	2.36	3.26
Β1-σιδεροφιλίνη	4.8	3.33	2.7	2,74	3.03	3,59	3,94
Β2-Α-σφαιρίνη, U	42	1	1	3.7	18	19.9	27.6
Β2-Μ-σφαιρίνη, U	10.7	1	2,50	3.0	2.9	3.9	6.2
Γ-σφαιρίνη	10.9	12,50	9,90	9.5	6.3	5.8	7.5

Επίπεδα πρωτεϊνών και αμινοξέων στο σώμα

Όπως φαίνεται από τον πίνακα, η συνολική περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη στον ορό αίματος του νεογέννητου είναι χαμηλότερη από αυτή της μητέρας του, γεγονός που εξηγείται από την ενεργή σύνθεση και όχι από την απλή διήθηση πρωτεϊνικών μορίων μέσω του πλακούντα από τη μητέρα. Κατά το πρώτο έτος ζωής, η συνολική περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη στον ορό αίματος μειώνεται. Ιδιαίτερα χαμηλοί δείκτες παρατηρούνται σε παιδιά ηλικίας 2-6 εβδομάδων και, ξεκινώντας από τους 6 μήνες, παρατηρείται σταδιακή αύξηση. Ωστόσο, στην ηλικία του δημοτικού σχολείου, η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη είναι κάπως χαμηλότερη από τον μέσο όρο στους ενήλικες και αυτές οι αποκλίσεις είναι πιο έντονες στα αγόρια.

Παράλληλα με τη χαμηλότερη περιεκτικότητα σε συνολική πρωτεΐνη, παρατηρείται επίσης χαμηλότερη περιεκτικότητα σε ορισμένα από τα κλάσματά της. Είναι γνωστό ότι η σύνθεση λευκωματίνης που λαμβάνει χώρα στο ήπαρ είναι 0,4 g / (kg-ημέρα). Με φυσιολογική σύνθεση και αποβολή (η λευκωματίνη εισέρχεται μερικώς στον εντερικό αυλό και αξιοποιείται ξανά· μια μικρή ποσότητα λευκωματίνης απεκκρίνεται στα ούρα), η περιεκτικότητα σε λευκωματίνη στον ορό του αίματος, που προσδιορίζεται με ηλεκτροφόρηση, είναι περίπου 60% των πρωτεϊνών του ορού. Σε ένα νεογέννητο, το ποσοστό της λευκωματίνης είναι ακόμη σχετικά υψηλότερο (περίπου 58%) από ό,τι στη μητέρα του (54%). Αυτό εξηγείται προφανώς όχι μόνο από τη σύνθεση λευκωματίνης από το έμβρυο, αλλά και από τη μερική διαπλακουντιακή μεταφορά της από τη μητέρα. Στη συνέχεια, κατά το πρώτο έτος της ζωής, παρατηρείται μείωση της περιεκτικότητας σε λευκωματίνη, παράλληλα με την περιεκτικότητα σε συνολική πρωτεΐνη. Η δυναμική της περιεκτικότητας σε γ-σφαιρίνη είναι παρόμοια με αυτή της λευκωματίνης. Ιδιαίτερα χαμηλές τιμές γ-σφαιρινών παρατηρούνται κατά το πρώτο μισό της ζωής.

Αυτό εξηγείται από την αποικοδόμηση των γ-σφαιρινών που λαμβάνονται διαπλακουντιακά από τη μητέρα (κυρίως ανοσοσφαιρίνες που σχετίζονται με τη β-σφαιρίνη). 

Η σύνθεση των δικών σφαιρινών του παιδιού ωριμάζει σταδιακά, γεγονός που εξηγείται από την αργή αύξησή τους με την ηλικία. Η περιεκτικότητα σε α1, α2- και β-σφαιρίνες διαφέρει σχετικά λίγο από αυτή των ενηλίκων.

Η κύρια λειτουργία των λευκωματινών είναι η θρεπτική και η πλαστική τους δράση. Λόγω του χαμηλού μοριακού βάρους τους (λιγότερο από 60.000), έχουν σημαντική επίδραση στην κολλοειδή-οσμωτική πίεση. Οι λευκωματίνες παίζουν σημαντικό ρόλο στη μεταφορά χολερυθρίνης, ορμονών, μετάλλων (ασβέστιο, μαγνήσιο, ψευδάργυρος, υδράργυρος), λιπών κ.λπ. Αυτές οι θεωρητικές προϋποθέσεις χρησιμοποιούνται στην κλινική για τη θεραπεία της υπερχολερυθριναιμίας, χαρακτηριστικής της νεογνικής περιόδου. Για τη μείωση της χολερυθριναιμίας, ενδείκνυται η εισαγωγή ενός καθαρού παρασκευάσματος λευκωματίνης για την πρόληψη τοξικών επιδράσεων στο κεντρικό νευρικό σύστημα - την ανάπτυξη εγκεφαλοπάθειας.

Οι σφαιρίνες με υψηλό μοριακό βάρος (90.000-150.000) είναι σύνθετες πρωτεΐνες που περιλαμβάνουν διάφορα σύμπλοκα. Οι α1- και α2-σφαιρίνες περιλαμβάνουν βλεννο- και γλυκοπρωτεΐνες, κάτι που αντικατοπτρίζεται σε φλεγμονώδεις ασθένειες. Το κύριο μέρος των αντισωμάτων είναι οι γ-σφαιρίνες. Μια πιο λεπτομερής μελέτη των γ-σφαιρινών έδειξε ότι αποτελούνται από διαφορετικά κλάσματα, η αλλαγή των οποίων είναι χαρακτηριστική για μια σειρά από ασθένειες, δηλαδή έχουν και διαγνωστική αξία.

Η μελέτη της περιεκτικότητας σε πρωτεΐνες και του λεγόμενου φάσματος ή πρωτεϊνικού τύπου του αίματος έχει βρει ευρεία εφαρμογή στην κλινική πράξη.

Σε ένα υγιές άτομο, κυριαρχούν οι λευκωματίνες (περίπου 60% της πρωτεΐνης). Η αναλογία των κλασμάτων σφαιρίνης είναι εύκολο να θυμηθεί κανείς: α1-1, α2-2, β-3, γ-4 μέρη. Σε οξείες φλεγμονώδεις ασθένειες, οι αλλαγές στον πρωτεϊνικό τύπο του αίματος χαρακτηρίζονται από αύξηση της περιεκτικότητας σε α-σφαιρίνες, ειδικά λόγω α2, με φυσιολογική ή ελαφρώς αυξημένη περιεκτικότητα σε γ-σφαιρίνες και μειωμένη ποσότητα λευκωματινών. Στη χρόνια φλεγμονή, παρατηρείται αύξηση της περιεκτικότητας σε γ-σφαιρίνη με φυσιολογική ή ελαφρώς αυξημένη περιεκτικότητα σε α-σφαιρίνη, μείωση της συγκέντρωσης λευκωματίνης. Η υποξεία φλεγμονή χαρακτηρίζεται από ταυτόχρονη αύξηση της συγκέντρωσης α- και γ-σφαιρινών με μείωση της περιεκτικότητας σε λευκωματίνες.

Η εμφάνιση υπεργαμμασφαιριναιμίας υποδηλώνει μια χρόνια περίοδο της νόσου, την υπεραλφαγλοβουλναιμία - μια έξαρση. Στο ανθρώπινο σώμα, οι πρωτεΐνες διασπώνται υδρολυτικά από τις πεπτιδάσες σε αμινοξέα, τα οποία, ανάλογα με την ανάγκη, χρησιμοποιούνται για τη σύνθεση νέων πρωτεϊνών ή μετατρέπονται σε κετοοξέα και αμμωνία με απαμίνωση. Στα παιδιά, η περιεκτικότητα σε αμινοξέα στον ορό του αίματος πλησιάζει τις τιμές που είναι τυπικές για τους ενήλικες. Μόνο τις πρώτες ημέρες της ζωής παρατηρείται αύξηση στην περιεκτικότητα σε ορισμένα αμινοξέα, η οποία εξαρτάται από τον τύπο σίτισης και τη σχετικά χαμηλή δραστηριότητα των ενζύμων που εμπλέκονται στον μεταβολισμό τους. Από αυτή την άποψη, η αμινοξυουρία στα παιδιά είναι υψηλότερη από ό,τι στους ενήλικες.

Στα νεογνά, παρατηρείται φυσιολογική αζωθαιμία (έως 70 mmol/l) τις πρώτες ημέρες της ζωής. Μετά τη μέγιστη αύξηση κατά την 2η-3η ημέρα της ζωής, το επίπεδο αζώτου μειώνεται και κατά την 5η-12η ημέρα της ζωής φτάνει στο επίπεδο ενός ενήλικα (28 mmol/l). Στα πρόωρα βρέφη, το επίπεδο του υπολειμματικού αζώτου είναι υψηλότερο, όσο χαμηλότερο είναι το σωματικό βάρος του παιδιού. Η αζωθαιμία σε αυτή την περίοδο της παιδικής ηλικίας σχετίζεται με εκτομή και ανεπαρκή νεφρική λειτουργία.

Η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες στα τρόφιμα επηρεάζει σημαντικά το επίπεδο του υπολειμματικού αζώτου στο αίμα. Έτσι, με περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες 0,5 g/kg στα τρόφιμα, η συγκέντρωση ουρίας είναι 3,2 mmol/l, με 1,5 g/kg - 6,4 mmol/l, με 2,5 g/kg - 7,6 mmol/l. Σε κάποιο βαθμό, η απέκκριση των τελικών προϊόντων του μεταβολισμού των πρωτεϊνών στα ούρα χρησιμεύει ως δείκτης που αντικατοπτρίζει την κατάσταση του μεταβολισμού των πρωτεϊνών στο σώμα. Ένα από τα σημαντικά τελικά προϊόντα του μεταβολισμού των πρωτεϊνών - η αμμωνία - είναι μια τοξική ουσία. Εξουδετερώνεται:

• με την απέκκριση αλάτων αμμωνίου μέσω των νεφρών.
• μετατροπή σε μη τοξική ουρία·
• σύνδεση με α-κετογλουταρικό οξύ σε γλουταμινικό οξύ.
• δέσμευση με γλουταμινικό υπό τη δράση του ενζύμου συνθετάση γλουταμίνης σε γλουταμίνη.

Στους ενήλικες, τα προϊόντα του μεταβολισμού του αζώτου απεκκρίνονται στα ούρα, κυρίως με τη μορφή ουρίας χαμηλής τοξικότητας, η οποία συντίθεται από τα ηπατικά κύτταρα. Στους ενήλικες, η ουρία αντιπροσωπεύει το 80% της συνολικής ποσότητας απεκκρινόμενου αζώτου. Στα νεογνά και τα παιδιά κατά τους πρώτους μήνες της ζωής, το ποσοστό της ουρίας είναι χαμηλότερο (20-30% του συνολικού αζώτου ούρων). Σε παιδιά κάτω των 3 μηνών, απεκκρίνεται 0,14 g/(kg • ημέρα) ουρίας, 9-12 μηνών - 0,25 g/(kg • ημέρα). Στα νεογνά, μια σημαντική ποσότητα συνολικού αζώτου ούρων είναι το ουρικό οξύ. Τα παιδιά κάτω των 3 μηνών απεκκρίνουν 28,3 mg/(kg • ημέρα), και οι ενήλικες - 8,7 mg/(kg • ημέρα) αυτού του οξέος. Η υπερβολική περιεκτικότητά του στα ούρα είναι η αιτία των εμφράκτων των νεφρών από ουρικό οξύ, τα οποία παρατηρούνται στο 75% των νεογνών. Επιπλέον, το σώμα ενός μικρού παιδιού απεκκρίνει πρωτεϊνικό άζωτο με τη μορφή αμμωνίας, το οποίο στα ούρα είναι 10-15%, και σε έναν ενήλικα - 2,5-4,5% του συνολικού αζώτου. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι στα παιδιά κατά τους πρώτους 3 μήνες της ζωής, η ηπατική λειτουργία δεν είναι επαρκώς ανεπτυγμένη, επομένως ένα υπερβολικό φορτίο πρωτεϊνών μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση τοξικών μεταβολικών προϊόντων και στη συσσώρευσή τους στο αίμα.

Η κρεατινίνη απεκκρίνεται στα ούρα. Η απέκκριση εξαρτάται από την ανάπτυξη του μυϊκού συστήματος. Τα πρόωρα βρέφη απεκκρίνουν 3 mg/kg κρεατινίνης την ημέρα, τα τελειόμηνα βρέφη απεκκρίνουν 10-13 mg/kg και οι ενήλικες απεκκρίνουν 1,5 g/kg.

Διαταραχή του μεταβολισμού των πρωτεϊνών

Μεταξύ των διαφόρων συγγενών παθήσεων που βασίζονται σε διαταραχές του μεταβολισμού των πρωτεϊνών, ένα σημαντικό ποσοστό είναι οι αμινοξέα, οι οποίες βασίζονται σε ανεπάρκεια ενζύμων που εμπλέκονται στον μεταβολισμό τους. Σήμερα, έχουν περιγραφεί περισσότερες από 30 διαφορετικές μορφές αμινοξέων. Οι κλινικές τους εκδηλώσεις είναι πολύ ποικίλες.

Μια σχετικά συχνή εκδήλωση των αμινοξέων είναι οι νευροψυχιατρικές διαταραχές. Η καθυστέρηση στην νευροψυχιατρική ανάπτυξη με τη μορφή διαφόρων βαθμών ολιγοφρένειας είναι χαρακτηριστική πολλών αμινοξέων (φαινυλκετονουρία, ομοκυστινουρία, ιστιδιναιμία, υπεραμμωνιαιμία, κιτρουλλιναιμία, υπερπρολιναιμία, νόσος Hartnup, κ.λπ.), γεγονός που επιβεβαιώνεται από την υψηλή συχνότητα εμφάνισής τους, η οποία υπερβαίνει αυτή στον γενικό πληθυσμό κατά δεκάδες και εκατοντάδες φορές.

Το σπασμωδικό σύνδρομο εμφανίζεται συχνά σε παιδιά που πάσχουν από αμινοακετοπάθειες και οι σπασμοί εμφανίζονται συχνά τις πρώτες εβδομάδες της ζωής. Συχνά παρατηρούνται σπασμοί των καμπτήρων. Είναι ιδιαίτερα χαρακτηριστικοί της φαινυλκετονουρίας και εμφανίζονται επίσης σε περιπτώσεις διαταραχών του μεταβολισμού της τρυπτοφάνης και της βιταμίνης Β6 (πυριδοξίνη), γλυκίνωση, λευκίνωση, προλινουρία κ.λπ.

Συχνά, παρατηρούνται αλλαγές στον μυϊκό τόνο με τη μορφή υπότασης (υπερλυσιναιμία, κυστινουρία, γλυκίνωση, κ.λπ.) ή, αντίστροφα, υπέρτασης (λευκίνωση, υπερουρικαιμία, νόσος Hartnup, ομοκυστινουρία, κ.λπ.). Οι αλλαγές στον μυϊκό τόνο μπορούν περιοδικά να αυξάνονται ή να μειώνονται.

Η καθυστερημένη ανάπτυξη της ομιλίας είναι χαρακτηριστική της ιστιδιναιμίας. Οπτικές διαταραχές εντοπίζονται συχνά σε αμινοξέα αρωματικών και θειούχων αμινοξέων (αλβινισμός, φαινυλκετονουρία, ιστιδιναιμία), εναπόθεση χρωστικής - σε αλκαπτονουρία, εξάρθρωση φακού - σε ομοκυστινουρία.

Οι δερματικές αλλοιώσεις στις αμινοξέοπάθειες δεν είναι ασυνήθιστες. Οι διαταραχές (πρωτοπαθείς και δευτεροπαθείς) της μελάγχρωσης είναι χαρακτηριστικές του αλβινισμού, της φαινυλκετονουρίας και, λιγότερο συχνά, της ιστιδιναιμίας και της ομοκυστινουρίας. Στη φαινυλκετονουρία παρατηρείται δυσανεξία στην ηλιακή ακτινοβολία (ηλιακό έγκαυμα) χωρίς μαύρισμα. Το πελλαγοειδές δέρμα είναι χαρακτηριστικό της νόσου Hartnup και το έκζεμα είναι χαρακτηριστικό της φαινυλκετονουρίας. Η ευθραυστότητα των μαλλιών παρατηρείται στην αργινινο-ηλεκτρική αμινοξέο.

Τα γαστρεντερικά συμπτώματα είναι πολύ συχνά στις αμινοξυαιμίες. Η δυσκολία στη σίτιση, συχνά έμετος, είναι χαρακτηριστικά της γλυκίνωσης, της φαινυλκετονουρίας, της τυροσίνωσης, της κιτρουλλιναιμίας κ.λπ. σχεδόν από τη γέννηση. Ο έμετος μπορεί να είναι παροξυσμικός και να προκαλεί ταχεία αφυδάτωση και υπνωτική κατάσταση, μερικές φορές κώμα με σπασμούς. Με υψηλή περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες, ο έμετος αυξάνεται και γίνεται πιο συχνός. Με τη γλυκίνωση, συνοδεύεται από κετοναιμία και κετονουρία, αναπνευστική ανεπάρκεια.

Συχνά, με αμινοξουρία αργινίνης-ηλεκτρικού, ομοκυστινουρία, υπερμεθειονιναιμία και τυροσίνωση, παρατηρείται ηπατική βλάβη, μέχρι την ανάπτυξη κίρρωσης με πυλαία υπέρταση και γαστρεντερική αιμορραγία.

Η υπερπρολιναιμία συνοδεύεται από νεφρικά συμπτώματα (αιματουρία, πρωτεϊνουρία). Μπορεί να παρατηρηθούν αλλαγές στο αίμα. Η αναιμία είναι χαρακτηριστική της υπερλυσιναιμίας και η λευκοπενία και η θρομβοκυτταροπάθεια είναι χαρακτηριστικές της γλυκίνωσης. Η ομοκυστινουρία μπορεί να αυξήσει τη συσσώρευση αιμοπεταλίων με την ανάπτυξη θρομβοεμβολής.

Η αμινοξέωση μπορεί να εκδηλωθεί κατά τη νεογνική περίοδο (λευκίνωση, γλυκίνωση, υπεραμμωνιαιμία), αλλά η σοβαρότητα της πάθησης συνήθως αυξάνεται κατά 3-6 μήνες λόγω σημαντικής συσσώρευσης τόσο αμινοξέων όσο και προϊόντων του διαταραγμένου μεταβολισμού τους στους ασθενείς. Επομένως, αυτή η ομάδα ασθενειών μπορεί δικαίως να ταξινομηθεί ως ασθένειες αποθήκευσης, οι οποίες προκαλούν μη αναστρέψιμες αλλαγές, κυρίως στο κεντρικό νευρικό σύστημα, το ήπαρ και άλλα συστήματα.

Παράλληλα με τη διαταραχή του μεταβολισμού των αμινοξέων, μπορούν να παρατηρηθούν ασθένειες που βασίζονται στη διαταραχή της πρωτεϊνοσύνθεσης. Είναι γνωστό ότι στον πυρήνα κάθε κυττάρου, η γενετική πληροφορία βρίσκεται στα χρωμοσώματα, όπου κωδικοποιείται σε μόρια DNA. Αυτή η πληροφορία μεταδίδεται από το RNA μεταφοράς (tRNA), το οποίο περνάει στο κυτταρόπλασμα, όπου μεταφράζεται σε μια γραμμική αλληλουχία αμινοξέων που αποτελούν μέρος των πολυπεπτιδικών αλυσίδων και λαμβάνει χώρα η πρωτεϊνοσύνθεση. Οι μεταλλάξεις στο DNA ή το RNA διαταράσσουν τη σύνθεση πρωτεϊνών με τη σωστή δομή. Ανάλογα με τη δραστηριότητα ενός συγκεκριμένου ενζύμου, είναι δυνατές οι ακόλουθες διεργασίες:

1. Έλλειψη σχηματισμού του τελικού προϊόντος. Εάν αυτή η ένωση είναι ζωτικής σημασίας, τότε θα ακολουθήσει θανατηφόρα έκβαση. Εάν το τελικό προϊόν είναι μια ένωση λιγότερο σημαντική για τη ζωή, τότε αυτές οι καταστάσεις εκδηλώνονται αμέσως μετά τη γέννηση και μερικές φορές αργότερα. Ένα παράδειγμα τέτοιας διαταραχής είναι η αιμορροφιλία (έλλειψη σύνθεσης αντιαιμοφιλικής σφαιρίνης ή χαμηλή περιεκτικότητα σε αυτήν) και η αφιβρινογοναιμία (χαμηλή περιεκτικότητα ή απουσία ινωδογόνου στο αίμα), οι οποίες εκδηλώνονται με αυξημένη αιμορραγία.
2. Συσσώρευση ενδιάμεσων μεταβολιτών. Εάν είναι τοξικοί, εμφανίζονται κλινικά συμπτώματα, για παράδειγμα, σε φαινυλκετονουρία και άλλες αμινοξέοπάθειες.
3. Οι δευτερεύουσες μεταβολικές οδοί μπορεί να γίνουν κύριες και υπερφορτωμένες, και οι φυσιολογικά σχηματιζόμενοι μεταβολίτες μπορεί να συσσωρεύονται και να απεκκρίνονται σε ασυνήθιστα μεγάλες ποσότητες, για παράδειγμα, στην αλκαπτονουρία. Τέτοιες ασθένειες περιλαμβάνουν τις αιμοσφαιρινοπάθειες, στις οποίες η δομή των πολυπεπτιδικών αλυσίδων μεταβάλλεται. Επί του παρόντος, έχουν περιγραφεί περισσότερες από 300 μη φυσιολογικές αιμοσφαιρίνες. Έτσι, είναι γνωστό ότι ο ενήλικος τύπος αιμοσφαιρίνης αποτελείται από 4 πολυπεπτιδικές αλυσίδες aapp, οι οποίες περιλαμβάνουν αμινοξέα σε μια συγκεκριμένη αλληλουχία (στην α-αλυσίδα - 141 και στην β-αλυσίδα - 146 αμινοξέα). Αυτό κωδικοποιείται στο 11ο και 16ο χρωμόσωμα. Η αντικατάσταση της γλουταμίνης με βαλίνη σχηματίζει αιμοσφαιρίνη S, η οποία έχει α2-πολυπεπτιδικές αλυσίδες, στην αιμοσφαιρίνη C (α2β2) η γλυκίνη αντικαθίσταται από λυσίνη. Ολόκληρη η ομάδα αιμοσφαιρινοπαθειών εκδηλώνεται κλινικά με αυθόρμητη ή επαγόμενη από παράγοντες αιμόλυση, μεταβαλλόμενη συγγένεια για μεταφορά οξυγόνου από την αίμη και συχνά με διόγκωση του σπλήνα.

Η ανεπάρκεια του αγγειακού ή αιμοπεταλιακού παράγοντα von Willebrand προκαλεί αυξημένη αιμορραγία, η οποία είναι ιδιαίτερα συχνή στον σουηδικό πληθυσμό των Νήσων Åland.

Αυτή η ομάδα θα πρέπει επίσης να περιλαμβάνει διάφορους τύπους μακροσφαιριναιμίας, καθώς και διαταραχές της σύνθεσης μεμονωμένων ανοσοσφαιρινών.

Έτσι, οι διαταραχές του μεταβολισμού των πρωτεϊνών μπορούν να παρατηρηθούν τόσο στο επίπεδο της υδρόλυσης και της απορρόφησής τους στο γαστρεντερικό σωλήνα, όσο και στον ενδιάμεσο μεταβολισμό. Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι οι διαταραχές του μεταβολισμού των πρωτεϊνών συνήθως συνοδεύονται από διαταραχές άλλων τύπων μεταβολισμού, καθώς σχεδόν όλα τα ένζυμα περιέχουν ένα πρωτεϊνικό συστατικό.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]