Полезное

Откуда берется мочевая кислота? Мочевая кислота в крови: нормы и отклонения, почему повышается, диета, чтобы понизить Конечные продукты азотистого обмена

«Остаточный азот» Метод Кьельдаля: в сыворотке
крови определялось общее
количество азота и рассчитывалось содержание белка (в
белке ~ 16% азота).
После
осаждения
белка
реакцией с ТХУ в сыворотке
оставался азот, входящий в
состав низкомолекулярных в-в
– «остаточный (небелковый)
азот» (~0,5% от общего N,
около 0,4 г/л).
Азот мочевины
50 %
Азот аминокислот
до 25 %
Мочевая кислота
4%
Креатин и креатинин
5-7 %
Индикан
0,5 %
Аммиак
<2%
Пептиды, нуклеотиды,
билирубин и др.
~13 %

Конечные продукты азотистого обмена

Белки
АМК
Амины
Нуклеиновые к-ты
Пиримидины
АММИАК
Креатин
Пурины
Мочевая
к-та
Креатинин
временная детоксикация
АМИДЫ АМИНОКИСЛОТ
с мочой
МОЧЕВИНА

Аммиак и пути его обезвреживания

Дезаминирование
аминокислот
Дезаминирование
биогенных аминов
Распад пиримидиновых оснований НК
NH3
Синтез АК,
пиримидинов,
аминосахаров…
Амиды дикарбоновых
аминокислот (глн, асн)
Образование
и выведение
аммонийных
солей
~ 0,5 г/сут
Синтез
мочевины
25-30 г/сут

Образование амидов дикарбоновых аминокислот

Временное обезвреживание NH3 для транспорта в
органы, где идет его окончательное обезвреживание и
выведение.
Протекает во всех органах и тканях.

Выделение аммиака в почках

NH3 в моче связывается с протонами и образует катион
аммония:
NH3 + H+ ↔ NH4+
NH4+ способствует выведению ионов Н+ (т.е. кислот).
Выведение аммонийных солей (фосфаты, ацетаты, …)
позволяет снизить потери Na и других катионов.

Синтез мочевины

NH3
Синтез мочевины
АТФ
CO2
NH3
Карбамоилфосфат
ЦИТРУЛЛИН
АСПАРТАТ
Аргининянтарная к-та
ОРНИТИН
Оксалоацетат
Малат
АРГИНИН
NH2
С
NH2
О
МОЧЕВИНА
АТФ
ФУМАРАТ

Мочевина крови

Скорость
образования
в печени
МОЧЕВИНА
КРОВИ
Скорость
удаления
почками
Референтные пределы – 2,2 – 8,3 ммоль/л. Суточные колебания
уровня мочевины в крови достигают 50% (максимум - вечером).
Способность к синтезу мочевины сохраняется при
поражении до 85% ткани печени. Синтез
мочевины
нарушается только при очень тяжелых поражениях печени
(острый некроз, печеночная кома, циррозы, отравления
фосфором и мышьяком): тогда в сыворотке крови
накапливается аммиак, а уровень мочевины снижается.

определения мочевины

Рост уровня мочевины крови:
относительный (дегидратация) + абсолютный (АЗОТЕМИЯ).
АЗОТЕМИЯ
ПРОДУКЦИОННАЯ
РЕТЕНЦИОННАЯ
увеличенное
образование
сниженное
выведение с мочой
ПОЧЕЧНАЯ
ВНЕПОЧЕЧНАЯ
связана с патологией
почек
связана с экстраренальными факторами

Продукционная азотемия

1.
2.
Богатый белками рацион питания
Повышенный катаболизм белка - при кахексии, лейкозах,
обширных ранениях, инфекциях и
воспалительных
заболеваниях с высокой температурой, злокачественных
опухолях,
лечении
глюкокортикоидами,
интенсивной
мышечной работе, ЛЮБОЙ ОСТРОФАЗОВОЙ РЕАКЦИИ...
Ретенционная азотемия
Заболевания почек (СКФ < 10 мл/мин) - гломерулонефриты,
пиелонефрит, туберкулез почек, амилоидоз почек…
При ОПН повышение мочевины в крови до 16 ммоль/л =
нарушение функции почек средней тяжести, до 33 ммоль/л –
тяжелое, свыше 50 ммоль/л - очень тяжелое (неблагоприятный
прогноз).
Рост уровня мочевины - не ранний признак нарушения функции
почек.

Ретенционная азотемия

Внепочечные ретенционные азотемии
гемодинамики и снижении СКФ:
-
при
нарушениях
сердечно-сосудистая декомпенсация,
обезвоживание организма (неукротимая рвота, непроходимость
кишечника, стеноз привратника, профузные поносы, кровотечения,
ожоги…)
травматический шок, диабет, аддисонова болезнь и др…
Азотемия обычно невысокая (уровень мочевины < 13 ммоль/л).

Снижение концентрации мочевины

Не имеет диагностического значения. Может наблюдаться:
При гипергидратации (в/в введение растворов глюкозы и др.)
При беременности (часто ниже 3,33 ммоль/л).
При повышенном диурезе (мочегонные).
При голодании и пониженном катаболизме белков.
При поражении мышц (миозиты, миопатии).
Методы определения мочевины
Колориметрический, уреазные (фенол-гипохлоритный, салицилатгипохлоритный, глутаматдегидрогеназный).
Материал для исследования - сыворотка или плазма крови.
Уровень мочевины стабилен до 24 ч при комнатной температуре,
несколько дней при 4-6°С и до 2-3 мес при замораживании.

Интерференция

Концентрация мочевины в сыворотке снижается при голодании,
низкокалорийной диете, курении, питье большого количества
воды…
Концентрация мочевины слегка повышается с возрастом. У мужчин
она несколько выше, чем у женщин.
При беременности концентрация мочевины снижается, в менопаузу
- увеличивается.
Диета с высоким содержанием белков, физические нагрузки
вызывают увеличение концентрации мочевины в сыворотке крови.
Завышение результатов: ацетон, билирубин, гемолиз, липиемия,
оксалаты (примесь ионов аммония), мочевая кислота
+ нефротоксические препараты, инсектициды.
Занижение результатов: ацидоз (диацетилмонооксимный метод).

Креатин и креатинин

Креатин - важный компонент
азотистого обмена в организме.
Креатинфосфат
участвует
в
энергообеспечении
сокращения
мышц,
активного
транспорта
ионов в нервной ткани и др..

Синтез креатина

Креатин синтезируется в почках и поджелудочной железе из
аргинина, глицина и метионина, и далее с током крови поступает
в скелетные и сердечную мышцы, мозг, нервную ткань.
Содержание креатина в органах
Почки, печень,
ПЖЖ
Мозг
Гладкие мышцы
Сердечная мышца
Скелетные мышцы
0
100
200
300
400
500
600
мг/100
Небольшое кол-во креатина (0,05-0,25 г/сут) может выделяться с
мочой в норме, значительно больше – у детей и при патологии.

Креатин, креатинфосфат и креатинин

Креатинфосфат – макроэрг, аккумулятор и переносчик
энергии в клетке.
Креатинкиназа
КРЕАТИН
+ АТФ
~2%
ЭНЕРГИЯ
Рн
Н 2О
КРЕАТИН~
ФОСФАТ
+ АДФ

Креатинин

Креатинин - конечный продукт метаболизма («метаболический тупик»).
Он экскретируется почками с мочой.
Уровень креатинина в плазме крови непосредственно зависит от
мышечной массы. Потому референтные величины креатинина в крови
зависят от возраста и от пола.
Возрастные группы
Кровь из пуповины
По Яффе
Ферментативный
53-106 мкмоль/л
Новорожденные 1-4 дня
27-88
Дети до 1 года
18-35
4-29
Дети
27-62
2-5 лет 4-40
6-9 лет 18-46
Подростки
44-88
19-52
Взрослые 18-60 лет
м 80-115, ж 53-97
Взрослые 60-90 лет
м 71-115, ж 53-106
Взрослые > 90 лет
м 88-150, ж 53-115
м 55-96, ж 40-66

Методы исследования креатинина

2-точечный кинетический метод по реакции с пикриновой кислотой
(метод Jaffe).
Креатинин + пикрат (рН=12,0) ---> оранжевый продукт
Требования к пробе: Сыворотка или гепариновая плазма (фторид и
аммония гепаринат непригодны). Стабильна в охлажденном виде
в течение суток, для длительного хранения - заморозить.
Подготовка пациента.
Исключить мышечную нагрузку, физические упражнения.
Диета не должна содержать большого кол-ва мяса.
Исключить прием алкоголя, больших доз аскорбиновой кислоты,
по возможности - нефротоксичных препаратов.
Анализ проводить до рентгеноконтрастных исследований.

Интерференция

Биологическая: повышение – нефротоксичные препараты.
Аналитическая: повышение - ацетоуксусная кислота, ацетон,
аскорбиновая кислота, цефалоспорины, флуцитозин, лидокаин,
ибупрофен, леводопа, метилдофа, нитрофураны, пируват, мочевая
кислота.
Ложное повышение - глюкоза, фруктоза, кетоновые тела, гистидин, аспарагин, мочевина, мочевая кислота, индол.
Снижение - n-ацетилцистеин, билирубин, дипирон, гемоглобин,
липемия.
Колебания показателя в течение суток могут достигать 100%
(максимум - в вечерние часы).

Клинико-диагностическое значение

ПОВЫШЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ КРЕАТИНИНА:
Увеличенное образование / поступление
Акромегалия и гигантизм (большая мышечная масса).
Избыточное потребление мясной пищи.
Уменьшенное выделение
Почечная недостаточность (острая и хроническая, любой этиологии
- нарушение перфузии, заболевания почек, обтурация мочевыводящих путей).
Нефротоксические агенты - соединения ртути, сульфаниламиды,
тиазиды, аминогликозиды, тетрациклин, барбитураты, салицилаты,
андрогены…
Механические, операционные и другие массивные повреждения
мышц, синдром длительного раздавливания.
Лучевая болезнь, гипертиреоз.

Клинико-диагностическое значение

СНИЖЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ КРЕАТИНИНА
Голодание.
Прием глюкокортикоидов.
Слабость, обусловленная возрастом или снижением мышечной
массы.
Беременность (особенно первый и второй триместры).
Креатинин не является чувствительным показателем
заболевания почек в ранней стадии.
При использовании ферментных методов нужно тщательно
отделить сыворотку от клеток, чтобы избежать образования
аммония в пробе и завышения результатов.

Мочевая кислота является одним из наиболее важных конечных продуктов азотистого обмена у человека. В норме ее концентрация в сыворотке крови у мужчин составляет 0,27- 0,48 ммоль*л1, у женщин 0,18-0,38 ммоль*л-1; суточная экскреция с мочой колеблется от 2,3 до 4,5 ммоль (400-750 мг). У человека экскретируется мочевая кислота, у многих млекопитающих имеется фермент уриказа, которая окисляет мочевую кислоту до аллантоина. В теле здорового человека в сутки образование и выделение мочевой кислоты составляет от 500 до 700 мг. Большая часть мочевой кислоты (до 80 %) образуется в результате метаболизма эндогенных нуклеиновых кислот, лишь около 20 % связано с пуринами, поступающими с пищей. Почки за сутки экскретируют около 500 мг мочевой кислоты, 200 мг удаляются через желудочно-кишечный тракт.

Мочевая кислота свободно фильтруется в клубочках почки у человека; в почечных канальцах она подвергается как реабсорбции, так и секреции. В нормальных условиях до 98 % профильтровавшейся мочевой кислоты реабсорбируется.

Изучены механизмы канальцевого транспорта мочевой кислоты и способы регуляции этого процесса. При реабсорбции эта кислота переносится через мембрану щеточной каемки и базолатеральную мембрану клетки проксимального канальца. He исключена возможность всасывания части мочевой кислоты через зону клеточных контактов. Секреция уратов из крови в просвет проксимального канальца зависит от наличия в базальной плазматической мембране анионообменного механизма, обеспечивающего поступление мочевой кислоты в клетку и ее последующее выведение через мембрану щеточной каемки в просвет канальца.

Увеличение клиренса и экскреции мочевой кислоты наблюдается при увеличении диуреза, вызванном введением воды, маннитола, физиологического раствора. Одной из причин урикозурии является увеличение объема внеклеточной жидкости и снижение проксимальной реабсорбции; уменьшение экскреции мочевой кислоты описано при усилении реабсорбции натрия в проксимальном канальце, например при застойной сердечной недостаточности. Введение малых доз салицилатов и фенилбутазона сопровождается снижением экскреции уратов почкой и развитием гиперурикемии, в больших дозах оба эти вещества вызывают урикозурию. Объяснить этот парадоксальный эффект можно тем, что система секреции высокочувствительна к действию этих веществ и они блокируют ее уже в малых дозах, выделение уратов снижается; при введении больших количеств препаратов ингибируется система реабсорбции мочевой кислоты и наблюдается урикозурический эффект. Реабсорбция и секреция мочевой кислоты угнетаются пробенецидом, секреция - пиразиноевой кислотой.

Мочевая кислота имеет рКa 5,75, т.е. при pH мочи ниже этой величины ее растворимость очень мала, она становится недиссоциированной. Так как pH мочи в ее конечных отделах может снижаться до величин, равных 4,4, то это будет способствовать образованию малорастворимых форм мочевой кислоты. Образованию ее кристаллов благоприятствует также всасывание больших количеств воды в почечных канальцах и гиперурикемия, способствующая увеличению концентрации мочевой кислоты в моче. Однако в почечных канальцах у здоровых людей создаются условия, при которых не происходит образования почечных камней. Механизм этого явления неясен.

Циркадный ритм экскреции мочевой кислоты напоминает ритм выделения натрия - в ночные часы выведение мочевой кислоты почти в 2 раза меньше, чем утром в период с 1 до 10 ч.

При анализе причин повышенной концентрации мочевой кислоты в крови (гиперурикемия) необходимо проанализировать следующие возможности: 1) увеличение скорости синтеза мочевой кислоты, 2) уменьшение клубочковой фильтрации, 3) увеличение канальцевой реабсорбции, 4) снижение канальцевой секреции. Следует учитывать, что некоторые фармакологические средства могут влиять на транспорт мочевой кислоты в почечных канальцах. Так, пиразинамид быстро уменьшает экскрецию мочевой кислоты и вызывает гиперурикемию.

Креатинин. В сыворотке крови у здоровых мужчин концентрация креатинина составляет 0,6-1,2 мг*100 мл-1 (0,053-0,106 ммоль*л-1), у женщин - 0,5-1,1 мг*100 мл-1 (0,044-0,097 ммоль*л-1). Суточная экскреция креатинина почками у мужчины (70 кг) составляет 0,98-1,82 г (8,7-16,1 ммоль), у женщин на 20-25 % меньше. Креатинин образуется из креатинфосфата, являющегося важнейшим компонентом мышечных клеток. После отщепления фосфата от креатинфосфорной кислоты образуется креатин, потеря молекулы воды приводит к появлению креатинина.

Количество креатинина, ежедневно образующегося в организме человека, является довольно постоянной величиной, которая зависит от мышечной массы тела. Поэтому содержание креатинина в крови и его выделение почками определяются полом, возрастом, развитием мышечной массы, интенсивностью обмена. В меньшей степени оно зависит от рациона, определенную роль играет содержание мяса в пище.

Креатинин полностью фильтруется в почечных клубочках. Небольшие его количества сек-ретируются клетками проксимального канальца, в некоторых случаях эта величина достигает 28 % по отношению к количеству креатинина, поступившего в просвет нефрона при фильтрации. В эксперименте показано, что секреция креатинина угнетается при введении гиппурана, диодраста, пробенецида. Система секреции креатинина подчинена гормональному контролю. При введении человеку кортизона клиренс креатинина снижается до величины одновременно измеренного клиренса инулина, что свидетельствует об угнетении секреции креатинина. При низкой скорости мочеотделения (меньше 0,5 мл*мин-1) значительные количества креатинина могут реабсорбироваться.

Однако следует признать, что в обычной клинической практике измерение клиренса эндогенного креатинина служит довольно точным отражением величины клубочковой фильтрации. Суточное образование креатинина в организме меняется мало, поэтому при поражении клубочков уменьшается объем фильтруемой жидкости и нарастает концентрация креатинина в плазме крови. В клинической практике изменение концентрации креатинина в крови позволяет судить о состоянии процесса гломерулярной фильтрации в почке.

Мочевина является у человека важнейшим конечным продуктом азотистого метаболизма. В обычных условиях потребление белка в сутки составляет около 100 г, в нем содержится до 16 г азота. Почти 90 % азота выделяется с мочой в виде мочевины, что составляет 0,43-0,71 моль мочевины в сутки.

Экскретируемая мочевина необходима для процесса осмотического концентрирования мочи. В почечных клубочках мочевина свободно фильтруется и поступает в просвет канальца в той же концентрации, что и в воде плазмы крови (15-38,5 мг*100 мл-1, или 2,5-6,4 ммоль*л-1). Стенка проксимального сегмента нефрона проницаема для мочевины, и к концу этого отдела реабсорбируется около половины профильтровавшейся мочевины. К началу дистального извитого канальца в жидкости просвета нефрона количество мочевины превышает поступившее с ультрафильтратом. Это означает, что в каких-то участках петли Генле из околоканальцевой жидкости она через стенку нефрона вновь поступает в его просвет. Специальными исследованиями было показано, что это не обусловлено активной секрецией мочевины, а зависит от ее движения по концентрационному градиенту из межклеточного вещества, где высоко содержание мочевины, в канальцевую жидкость с меньшей ее концентрацией. Стенка дистального канальца и начальных отделов собирательных трубок слабопроницаема для мочевины. Собирательные трубки мозгового вещества почки при водном диурезе реабсорбируют мало мочевины, но в присутствии вазопрессина проницаемость их стенки для мочевины резко возрастает, она всасывается в мозговое вещество почки, а ее экскреция уменьшается. Эти данные позволяют адекватно объяснить известный в клинике факт, что очищение от мочевины при диурезе меньше 2 мл*мин-1 низкое, но быстро возрастает и приобретает стандартное значение, если во время водного диуреза (т.е. при малой концентрации или отсутствии в крови вазопрессина) мочеотделение становится выше 2-3 мл*мин-1.

Данные об увеличении проницаемости собирательных трубок мозгового вещества почки для мочевины при воздействии вазопрессина дают возможность понять причину увеличения содержания мочевины в дистальном канальце и само явление рециркуляции мочевины. В собирательных трубках коры почки всасывание воды через канальцевую стенку, непроницаемую для мочевины, приводит к повышению ее концентрации в канальцевой жидкости. Когда под влиянием вазопрессина возрастает проницаемость стенки собирательной трубки для мочевины, она начинает всасываться по концентрационному градиенту в мозговое вещество, где увеличивается ее содержание. Из внеклеточной жидкости мочевина проникает в просвет тонкого нисходящего отдела петли Генле и, возможно, тонкого восходящего отдела петли Генле юкстамедуллярных нефронов, что приводит к появлению в дистальных канальцах больших количеств мочевины. Благодаря этому функционирует система кругооборота, рециркуляции мочевины, которая в значительной степени определяет степень осмотического концентрирования мочи и уровень экскреции мочевины почкой.

При расщеплении белков, нуклеиновых кислот и других азотсодержащих соединений образуются токсичные вещества - аммиак, мочевина и мочевая кислота, токсический эффект которых соответственно снижается в приведенном ряду. В зависимости от того, в какой из этих трех форм преимущественно выделяется азот, животных подразделяют на три группы : аммониотелические (выделяющие свободный аммиак), уреотелические (выделяющие мочевину) и урикотелические (выделяющие мочевую кислоту).
Форма выделения продуктов азотистого обмена тесно связана с условиями жизни животного и обеспеченностью водой . Аммиак весьма токсичен даже в малых концентрациях. Благодаря хорошей растворимости и небольшому молекулярному весу, он легко диффундирует через любую поверхность, соприкасающуюся с водой . Аммиак является конечным продуктом азотистого обмена у водных беспозвоночных, костных рыб, личинок и постоянно живущих в воде земноводных.

Наземные животные ограничены в воде: чтобы избежать накопления аммиака в тканях и жидкостях тела, они должны преобразовать его в конечные продукты, нетоксичные для организма. Наземные ресничные черви, земноводные, млекопитающие выделяют мочевину.

Низкая растворимость мочевой кислоты , выпадение ее в осадок делает ее осмотически неактивной. Для ее выведения из организма вода практически не нужна. Урикотелия в основном характерна для животных, освоивших наземную, в том числе и засушливую, среду (наземные насекомые, чешуйчатые пресмыкающиеся, птицы).

Водно-солевой обмен рыб

Почки рыб выводят аммиак, соли, воду; почки наземных позвоночных - мочевину, мочевую кислоту, соли, воду. Выделительная система рыб служит для выведения из организма продуктов обмена и обеспечения его водно-солевого состава. Она включает:

Основную массу туловищной почки заполняют нефроны. Нефрон состоит из:

1) мальпигиева тельца (клубочек капиллярных сосудов, заключенный в боуменову капсулу);

2) выделительного канальца.

Артериальная кровь по почечным артериям поступает в сосудистые клубочки, где фильтруется и образуется первичная моча. В средней части выделительных канальцев происходит обратное всасывание полезных для организма веществ (сахара, витамины, аминокислоты, вода) и образуется вторичная, или окончательная, моча. У хрящевых рыб основным компонентом мочи является мочевина, у костистых - аммиак (аммиак намного токсичнее мочевины).

Выделение продуктов распада тесно связано с водно-солевым обменом рыб. У морских и пресноводных рыб эти процессы протекают различно.

When a fish eats protein, like the peel of an orange part of it goes unused and becomes waste. As Dave McShaffrey, professor of biology at Marietta College in Ohio, explains on the college website, “When proteins are converted to carbohydrates to provide energy, the amino group is removed and must be dealt with.” In saltwater fish, this nitrogen-rich waste is usually converted to either ammonia or urea, which is one of the main excretory products of saltwater fish. Ammonia is easier to produce, but urea is less toxic, requires less water and gets rid of twice as much nitrogen. Theword “ urine ” is related to “ urea .”

Морские хрящевые рыбы живут в изотоничной среде (т.е. осмотическое давление крови и тканевых жидкостей равно давлению окружающей среды). У них изотоничность внутренней и внешней среды обеспечивается за счет удержания в крови и тканевых жидкостях мочевины и солей (концентрация мочевины в крови у них достигает 2,6%). Через почки наружу у них выводятся лишь излишки мочевины, солей и воды, количество выделяемой мочи невелико (2-50 мл на 1 кг массы тела в сутки). У морских хрящевых рыб для выведения избытка солей сформировалась особая ректальная железа, открывающаяся в прямую кишку.

Все пресноводные рыбы живут в гипотонической среде (т.е. осмотическое давление крови и тканевых жидкостей выше, чем в окружающей среде), поэтому вода постоянно проникает в организм через кожу, жабры, с пищей. Чтобы избежать обводнения пресноводные рыбы имеют хорошо развитый фильтрационный аппарат почек, что позволяет им выделять большое количество мочи (50-300 л на 1 кг массы тела в сутки). Потеря солей с мочой компенсируется активной их реабсорбцией в почечных канальцах и поглощением солей жабрами из воды, часть солей поступает с пищей.

Морские костистые рыбы живут в гипертонической среде (т.е. осмотическое давление крови и тканевых жидкостей ниже, чем в окружающей среде), поэтому вода выходит из организма через кожу, жабры, с мочой и фекалиями. Во избежание иссушения они пьют соленую воду (от 40 до 200 мл на 1 кг массы в сутки), которая из кишечника всасывается в кровь. У морских костистых рыб уменьшается число клубочков в почках, а у некоторых рыб исчезают совсем (морская игла, морской черт). Таким образом, почки выводят небольшое количество мочи (0,5-20 мл на 1 кг массы тела в сутки).

Проходные рыбы при переходе из одной среды в другую могут изменять способ осморегуляции: в морской среде она осуществляется как у морских рыб, а в пресной - как у пресноводных. Такие адаптации водно-солевого обмена позволили костистым рыбам широко освоить пресные и соленые водоемы.

Адаптации наземных животных к выделению веществ

According to New World Encyclopedia, reptiles use two small kidneys as tools for excretion. The kidneys serve to filter the nitrogen from the animal"s bloodstream, then turn it into waste. The nitrogen then exits the body in dry form as uric acid crystals along with the feces. According to Stanford University, the kidneys in a bird also function as a means to remove nitrogen from the blood. The white substance found in bird droppings is actually uric acid, which is not water soluble. In both reptiles and birds, eliminating the nitrogen requires that the body exerts a great deal of energy. Both species are able to efficiently remove the nitrogen while losing very little water in the waste product.

Адаптации пустынных животных к выделению веществ
Обитатели полупустынных биотопов большую часть воды получают, поедая сочные части суккулентных растений. Их кожно-легочные потери воды минимальны. Так, при температуре 20°С они достигают у относительно влаголюбивого вида - гребенщиковой песчанки 170 см 3 , а у сухолюбивой большой песчанки - только 50 см 3 на 1 кг массы за 1 ч. Настоящие пустынные млекопитающие способны поедать почти сухие корма и практически не пить в течение всей жизни, удовлетворяя свои потребности лишь за счет образующейся в организме метаболической воды. Верблюды в кормные и влажные сезоны запасают жир, расходуемый в малокормное и сухое время - при этом образуется некоторое количество воды; наконец, во время отдыха и сна они снижают температуру тела, что также сокращает расход воды.
Desert Animals

Coping with water loss is a particular problem for animals that live in dry conditions. Some, like the camel, have developed great tolerance for dehydration. For example, under some conditions, camels can withstand the loss of one third of their body mass as water. They can also survive wide daily changes in temperature. This means they do not have to use large quantities of water in sweat to cool the body by evaporation.Smaller animals are more able than large ones to avoid extremes of temperature or dry conditions by resting in sheltered more humid situations during the day and being active only at night.The kangaroo rat is able to survive without access to any drinking water at all because it does not sweat and produces extremely concentrated urine. Water from its food and from chemical processes is sufficient to supply all its requirements.

Какой из нефронов принадлежит верблюду, а какой – рептилии? Почему вы сделали такой выбор?

Fresh Water Fish

Although the skin of fish is more or less waterproof, the gills are very porous. The body fluids of fish that live in fresh water have a higher concentration of dissolved substances than the water in which they swim. In other words the body fluids of fresh water fish are hypertonic to the water (see chapter 3). Water therefore flows into the body by osmosis . To stop the body fluids being constantly diluted fresh water fish produce large quantities of dilute urine.

Marine Fish

Marine fish like the sharks and dogfish have body fluids that have the same concentration of dissolved substances as the water (isotonic ) have little problem with water balance. However, marine bony fish like red cod, snapper and sole, have body fluids with a lower concentration of dissolved substances than seawater (they are hypotonic to seawater). This means that water tends to flow out of their bodies by osmosis. To make up this fluid loss they drink seawater and get rid of the excess salt by excreting it from the gills.

Marine Birds

Marine birds that eat marine fish take in large quantities of salt and some only have access to seawater for drinking. Bird’s kidneys are unable to produce very concentrated urine, so they have developed a salt gland. This excretes a concentrated salt solution into the nose to get rid of the excess salt.

2. Using the words/phrases in the list below fill in the blanks in the following statements.

a) Blood enters the kidney via the ......................... artery.

b) When cut across the kidney is seen to consist of two regions, the outer.............. and the inner..............

c) Another word for the kidney tubule is the...............................

d) Filtration of the blood occurs in the..............................

e) The filtered fluid (filtrate) enters the.............................

f) The filtrate entering the e) above is similar to blood but does not contain.................. or....................

g) As the fluid passes along the first coiled part of the kidney tubule.................. and.................... are removed.

h) The main function of the loop of Henle is.............................................................

i) Hydrogen and potassium ions are.............................. into the second coiled part of the tubule.

j) The main function of the collecting tube is..................................................

k) The hormone...................................... is responsible for controlling water reabsorption in the collecting tube.

l) When the pancreas secretes inadequate amounts of the hormone insulin the condition known as............................... results. This is most easily diagnosed by testing for................................ in the urine.

Речь пойдет об особенностях метаболизма пуриновых оснований. Большинству людей это ни о чем не говорит. Но если вам знакомы слова «подагра», мочекаменная болезнь, инсулинорезистентность, сахарный диабет 2 типа, то знать суть о метаболизме пуринов необходимо. Казалось бы: а хирургия то здесь причем? А притом, что многие специалисты при болях в суставах и высокой мочевой кислоте ставят диагноз «подагра». На самом деле — все намного сложнее. К примеру подагрический артрит может быть при нормальных цифрах мочевой кислоты, и наоборот: высокая мочевая кислота может быть в ряде случаев у здорового человека.

Организм человека в основном состоит из четырех химических элементов, на долю которых приходится 89 % состава: С-углерод (50%), О-кислород(20%), Н-водород(10%) и N-азот (8,5%). Далее идет ряд макроэлементов: кальций, фосфор, калий, сера, натрий, хлор и др. Затем микроэлементы, количество которых очень мало, но они жизненно необходимы: марганец, железо, йод и пр.
Интересен нам будет четвертый в этом количественном списке — азот.

Живой организм — это динамическая система. По простому: вещества в него постоянно поступают (становясь частью организма) и выводятся из него. Основной источник азота для организма — белки. Поступающий с пищей белок в желудочно-кишечном тракте распадается до аминокислот, которые уже и включаются в обмен. Ну а каким образом азотсодержащие вещества выводятся из организма?

В процессе эволюции у животных выработались определенные особенности азотистого обмена.
Причем ключевым в определении этих особенностей будут: условия существования и доступ к воде.

Животных разделяют на три группы, имеющие различия в метаболизме азота:

Аммонио-литические . Конечный продукт азотистого обмена — аммиак, NH3. Сюда относят большую часть водных беспозвоночных и рыб.
Все дело в том, что аммиак — токсичное вещество. И для его выведения нужно очень-очень много жидкости. Благо — он хорошо растворим в воде. С выходом на сушу в ходе эволюции возникла потребность в изменении метаболизма. Так появились:

Уреолитические . У этих животных появился так называемый «цикл мочевины». Аммиак связывается с СО2(углекислый газ). Образуется конечный продукт — мочевина. Мочевина не такое токсичное вещество и для ее выведения требуется заметно меньше жидкости. Кстати мы с вами относимся именно к этой группе. Мочевая кислота в процессе метаболизма в значительно меньших количествах также образуется, но распадается до малотоксичного и хорошо растворимого аллантоина. Но… Кроме человека и человекообразных обезьян. Это очень важно и к этому вернемся.

Урикотелические . Предкам земноводных с уреолитическим обменом пришлось приспосабливаться к засушливым регионам. Это пресмыкающиеся и прямые предки динозавров — птицы. У них конечным продуктом является мочевая кислота. Она очень плохо растворяется в воде и для ее выведения из организма как раз воды много и не требуется. В помете у тех же птиц количество мочевой кислоты очень большое, фактически выводится в полутвердом виде Поэтому птичий помет («гуано») — основная причина коррозии и разрушения металлоконструкций мостов. Лакокрасочное покрытие автомобиля тоже портит — будьте внимательны, мойте сразу.
Это классическая гексагональная долька печени. В общем так печень выглядит под микроскопом. Похожа на Москву-сити, только вместо кремля — центральная вена. А интересовать нас будут «домики», плотно прилежащие друг к другу. Это гепатоциты — ключевые клетки печени.
Славянское слово печень произошло от слова «печь». Действительно, температура органа на градус выше температуры тела. Причина в этом — очень активный обмен веществ в гепатоцитах. Клетки действительно уникальные, в них протекает около 2 тысяч химических реакций.
Печень — это основной орган, который продуцирует мочевую кислоту. 95% выводимого азота — синтез мочевой кислоты как конечный продукт химических реакций в печени . И только 5% — окисление пуриновых оснований, поступающих извне с пищей. Поэтому коррекция питания при гиперурикемии не является ключевым в лечении.

Схема обмена мочевой кислоты

Откуда берутся пурины?
1. Пурины, которые поступают с пищей . Как уже отмечалось — это небольшое количество — около 5%. Те пурины, которые содержаться в пище (больше всего, разумеется в печени и почках, красном мясе).
2. Синтез пуриновых оснований самим организмом . Большая часть синтезируется в гепатоцитах печени. Очень важный пункт, к нему вернемся. А также причем здесь рекомендуемая диабетиками и не требующая для усвоения инсулина фруктоза.
3. Пуриновые основания, которые образуются в организме вследствие распада тканей: при онкопроцессах, псориазе . Почему у спортсменов может повышаться мочевая кислота? Это и есть третий путь. Тяжелые физические нагрузки приводят к усилению процессов распада и синтеза тканей. Если вы накануне занимались тяжелым физическим трудом, а утром вы сдаете анализ, уровень мочевой кислоты может быть выше вашего среднего значения.

Знакомимся: аденин и гуанин. Это и есть пуриновые основания. Совместно с тимином и цитозином формируют спираль ДНК. Студенты медики не любят — зубрежка на курсе биохимии:). Как известно, ДНК состоит из двух цепочек. Напротив аденина всегда становится тимин, напротив гуанина — цитозин. Две цепочки ДНК склеиваются как две половинки застежки-молнии. Количество этих веществ повышается при активном распаде тканей, как бывает, например, при онкопроцессах

Рядом последовательных химических реакций пурины преобразуются в мочевую кислоту.

Метаболизм мочевой кислоты у человека и приматов

Планировал максимально упростить для понимания схему. Пусть учат студенты-медики на 2 курсе:). Но названия ферментов оставил. Самый важный момент — фермент ксантиноксидаза . Именно его активность падает при лечении аллопуринолом (точнее эффективность, так как аллопуринол с ним конкурирует за рецептор), чем и снижается синтез мочевой кислоты.
Редко, но всречаются врожденное заболевание,сопровождающееся генетическим нарушением в синтезе ксантиноксидазы, при котором уровень мочевой кислоты снижен. В таком случае накапливаются ксантин и гипоксантин. Ксантинурия. Казалось бы ну и хорошо, меньше мочевой кислоты. Однако выяснилось, что мочевая кислота не только вредна, но и полезна…

Разговор о вреде и пользе мочевой кислоты следует начать очень издалека. Тогда, 17 миллионов лет назад, в эпоху миоцена у наших предков произошла мутация в гене, который продуцирует фермент — уриказу. И нам досталась «урезанная» версия пуринового обмена.

У других млекопитающих уриказа переводит мочевую кислоту в растворимый и легко выводящийся из организма аллантоин. И у этих животных никогда не бывает подагры. Может возникнуть предположение, что в этой мутации нет никакого смысла. Но эволюция этот ген не исключила: мутация оказалась необходимой.

Современные исследования показали, что мочевая кислота является побочным продуктом разложения фруктозы в печени и накопление солей мочевой кислоты способствует эффективному превращению фруктозы в жир. Таким образом, у наших предков в геноме закрепился ген «бережливости». Тогда ген был необходим для создания запасов на голодный период. Было доказано, что окончательная инактивация уриказы совпала с глобальным похолоданием климата на Земле. Нужно было «наесть» как можно больше запасов подкожного жира на холодный период, перевести содержащуюся в плодах фруктозу в жировой запас. Сейчас проводятся ряд экспериментов с введением в клетки печени фермента уриказы. Не исключено, что в дальнейшем на основе фермента уриказы появятся препараты для лечения подагры. Так что склонность к ожирению у нас заложена в генах. На несчастье тем многим мужчинам и женщинам, страдающим полнотой. Но проблема не только в генетике. Изменился характер питания современного человека.

Про вред и пользу мочевой кислоты, а также про питание при гиперурикемии

Известно, что постоянный уровень мочевой кислоты способен значительно повысить риск ряда заболеваний. Однако доказано, что периодическое повышение уровня мочевой кислоты может оказывать положительное действие. Исторически доступ к мясной пище (основному источнику пуринов), был нерегулярным. Основная пища: различные коренья, плоды деревьев. Ну а если принесет первобытный охотник добычу — так это праздник. Поэтому, периодическое от мясных продуктов было обычным образом жизни. Есть добыча — едим до отвала. Нет добычи — едим растительную пищу. Сейчса установлено, что кратковременное, периодическое повышение уровня мочевой кислоты благоприятно вляет на развитие и функцию нервной системы. Может поэтому и начал развиваться мозг?

Как эта мочевая кислота выводится из организма

Пути два: почки и печень
Основной путь — выведение с почками — это 75%
25 процентов выводится печенью с помощью желчи. Поступившая в просвет кишечника мочевая кислота и разрушается (спасибо нашим бактериям в кишечнике).
В почки мочевая кислота попадает в виде натриевой соли. При ацидозе (закислении мочи) в почечных лоханках могут формироваться микролиты. Тот самый «песок» и «камни». Кстати алкоголь очень сильно снижает экскрецию уратов с мочой. Почему и приводит к приступу подагры.

Итак, какой нужно сделать вывод?Методы снижения мочевой кислоты

1. Стараться в неделю 1-2 дня делать чисто вегетарианским
2. Наибольшее количество пуринов содержится в тканях животного происхождения. Причем в животных клетках с активным метаболизмом: печени, почках — больше всего.
3. Нужно есть меньше жирной пищи, так как избыток насыщенных жиров подавляет способность организма перерабатывать мочевую кислоту.
4. Едим поменьше фруктозы. Мочевая кислота — продукт метаболизма фруктозы. Ранее пациентам с сахарным диабетом рекомендовали заменять глюкозу на фруктозу. Действительно, фруктоза для своего усвоения не требует участия инсулина. Но для усвоения фруктоза еще тяжелее. Внимание: в сахаре молекула сахарозы — это дисахарид — глюкоза + фруктоза. Так что сахара едим меньше.
5. Исключить прием алкоголя, особенно пива. Вино в небольших количествах не влияет на уровень мочевой кислоты.
6. Очень интенсивные физические нагрузки повышают уровень мочевой кислоты.
7. Нужно пить много воды. Это позволит эффективно выводить мочевую кислоту.

Если у вас повышена мочевая кислота

Ну во первых, к счастью это не всегда является патологией: кратковременный подъем может быть вариантом нормы
Если все же проблема есть, нужно разобраться, на каком уровне есть нарушение (та самая первая схема): нарушения в синтезе пуринов (тот самый метаболический синдром), алиментарный фактор (много мяса кушаем, пивом запиваем), нарушение функции почек (нарушение экскреции мочевой кислоты)или сопутствующие заболевания, сопровождающиеся разрушением тканей.

Удачи Вам и грамотных докторов.

Если вы нашли опечатку в тексте, пожалуйста, сообщите мне об этом. Выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Азотистый обмен - совокупность химических превращений, реакций синтеза и распада азотистых соединений в организме; составная часть обмена веществ и энергии. Понятие «азотистый обмен » включает в себя белковый обмен (совокупность химических превращений в организме белков и продуктов их метаболизма), а также обмен пептидов, аминокислот , нуклеиновых кислот , нуклеотидов, азотистых оснований, аминосахаров (см. Углеводы), азотсодержащих липидов , витаминов , гормонов и других соединений, содержащих азот.

Организм животных и человека усвояемый азот получает с пищей, в которой основным источником азотистых соединений являются белки животного и растительного происхождения. Главным фактором поддержания азотистого равновесия - состояния азотистого обмена , при котором количество вводимого и выводимого азота одинаково, - служит адекватное поступление белка с пищей. В СССР суточная норма белка в питании взрослого человека принята равной 100 г , или 16 г азота белка, при расходе энергии 2500 ккал . Азотистый баланс (разность между количеством азота, который попадает в организм с пищей, и количеством азота, выводимого из организма с мочой, калом, потом) является показателем интенсивности азотистого обмена в организме. Голодание или недостаточное по азоту питание приводят к отрицательному азотистому балансу, или азотистому дефициту, при котором количество азота, выводимого из организма, превышает количество азота, поступающего в организм с пищей. Положительный азотистый баланс, при котором вводимое с пищей количество азота превышает количество азота, выводимое из организма, наблюдается в период роста организма, при процессах регенерации тканей и т.д. Состояние азотистого обмена в значительной степени зависит от качества пищевого белка, которое, в свою очередь, определяется его аминокислотным составом и прежде всего наличием незаменимых аминокислот.

Принято считать, что у человека и позвоночных животных азотистый обмен начинается с переваривания азотистых соединений пищи в желудочно-кишечном тракте. В желудке происходит расщепление белков при участии пищеварительных протеолитических ферментов трипсина и гастриксина (см. Протеолиз ) с образованием полипептидов, олигопептидов и отдельных аминокислот. Из желудка пищевая масса поступает в двенадцатиперстную кишку и нижележащие отделы тонкой кишки, где пептиды подвергаются дальнейшему расщеплению, катализируемому ферментами сока поджелудочной железы трипсином, химотрипсином и карбоксипептидазой и ферментами кишечного сока аминопептидазами и дипептидазами (см. Ферменты). Наряду с пептидами. в тонкой кишке расщепляются сложные белки (например, нуклеопротеины) и нуклеиновые кислоты. Существенный вклад в расщепление азотсодержащих биополимеров вносит и микрофлора кишечника. Олигопептиды, аминокислоты, нуклеотиды, нуклеозиды и др. всасываются в тонкой кишке, поступают в кровь и с ней разносятся по всему организму. Белки тканей организма в процессе постоянного обновления также подвергаются протеолизу под действием тканевых протсаз (пептидаз и катепсинов), а продукты распада тканевых белков попадают в кровь. Аминокислоты могут быть использованы для нового синтеза белков и других соединений (пуриновых и пиримидиновых оснований, нуклеотидов, порфиринов и т.д.), для получения энергии (например, посредством включения в цикл трикарбоновых кислот) или могут быть подвергнуты дальнейшей деградации с образованием конечных продуктов азотистого обмена , подлежащих выведению из организма.

Аминокислоты, поступающие в составе белков пищи, используются для синтеза белков органов и тканей организма. Они участвуют также в образовании многих других важных биологических соединений: пуриновых нуклеотидов (глутамин, глицин, аспарагиновая кислота) и пиримидиновых нуклеотидов (глутамин, аспарагиновая кислота), серотонина (триптофан), меланина (фенилалпнин, тирозин), гистамина (гистидин), адреналина, норадреналина, тирамина (тирозин), полиаминов (аргинин, метионин), холина (метионин), порфиринов (глицин), креатина (глицин, аргинин, метионин), коферментов, сахаров и полисахаридов, липидов и т.д. Важнейшей для организма химической реакцией, в которой участвуют практически все аминокислоты, является трансаминирование, заключающееся в обратимом ферментативном переносе a -аминогруппы аминокислот на a -углеродный атом кетокислот или альдегидов. Трансаминирование является принципиальной реакцией биосинтеза заменимых аминокислот в организме. Активность ферментов, катализирующих реакции трансаминирования, - аминотрансфераз - имеет большое клинико-диагностическое значение.

Деградация аминокислот может протекать по нескольким различным путям. Большинство аминокислот способно подвергаться декарбоксилированию при участии ферментов декарбоксилаз с образованием первичных аминов, которые затем могут окисляться в реакциях, катализируемых моноаминоксидазой или диаминоксидазой. При окислении биогенных аминов (гистамина, серотонина, тирамина, g -аминомасляной кислоты) оксидазами образуются альдегиды, подвергающиеся дальнейшим превращениям, и аммиак , основным путем дальнейшего метаболизма которого является образование мочевины.

Другим принципиальным путем деградации аминокислот является окислительное дезаминирование с образованием аммиака и кетокислот. Прямое дезаминирование L-аминокислот в организме животных и человека протекает крайне медленно, за исключением глутаминовой кислоты, которая интенсивно дезаминируется при участии специфического фермента глутаматдегидрогеназы. Предварительное трансаминирование почти всех a -аминокислот и дальнейшее дезаминирование образовавшейся глутаминовой кислоты на a -кетоглутаровую кислоту и аммиак является основным механизмом дезаминирования природных аминокислот.

Продуктом разных путей деградации аминокислот является аммиак, который может образовываться и в результате метаболизма других азотсодержащих соединений (например, при дезаминировании аденина, входящего в состав никотинамидадениндинуклеотида - НАД). Основным путем связывания и нейтрализации токсичного аммиака у уреотелических животных (животные, у которых конечным продуктом А. о, является мочевина) служит так называемый цикл мочевины (синоним: орнитиновый цикл, цикл Кребса - Гензелейта), протекающий в печени. Он представляет собой циклическую последовательность ферментативных реакций, в результате которой из молекулы аммиака или амидного азота глутамина, аминогруппы аспарагановой кислоты и диоксида углерода осуществляется синтез мочевины. При ежедневном потреблении 100 г белка суточное выведение мочевины из организма составляет около 30 г . У человека и высших животных существует еще один путь нейтрализации аммиака - синтез амидов дикарбоновых кислот аспарагана и глутамина из соответствующих аминокислот. У урикотелических животных (рептилии, птицы) конечным продуктом азотистого обмена является мочевая кислота.

В результате расщепления нуклеиновых кислот и нуклеопротеинов в желудочно-кишечном тракте образуются нуклеотиды и нуклеозиды. Олиго- и моно-нуклеотиды при участии различных ферментов (эстераз, нуклеотидаз, нуклеозидаз, фосфорилаз) превращаются затем в свободные пуриновые и пиримидиновые основания.

Дальнейший путь деградации пуриновых оснований аденина и гуанина состоит в их гидролитическом дезаминировании под влиянием ферментов аденазы и гуаназы с образованием соответственно гипоксантина (6-оксипурина) и ксантина (2,6-диоксипурина), которые затем превращаются в мочевую кислоту в реакциях, катализируемых ксантиноксидазой. Мочевая кислота - один из конечных продуктов азотистого обмена и конечный продукт обмена пуринов у человека - выводится из организма с мочой. У большинства млекопитающих имеется фермент уриказа, который катализирует превращение мочевой кислоты в экскретируемый аллантоин.

Деградация пиримидиновых оснований (урацила, тимина) состоит в их восстановлении с образованием дигидропроизводных и последующем гидролизе, в результате которого из урацила образуется b -уреидопропионовая кислота, а из нее - аммиак, диоксид углерода и b -аланин, а из тимина - b -аминоизомасляная кислота, диоксид углерода и аммиак. Диоксид углерода и аммиак могут далее включаться в мочевину через цикл мочевины, а b -аланин участвует в синтезе важнейших биологически активных соединений - гистидинсодержащих дипептидов карнозина (b -аланил-L-гистидина) и анзерина (b -аланил-N-метил-L-гистидина), обнаруживаемых в составе экстрактивных веществ скелетных мышц, а также в синтезе пантотеновой кислоты и кофермента А.

Т.о., разнообразные превращения важнейших азотистых соединений организма связаны между собой в единый обмен. Сложный процесс азотистого обмена регулируется на молекулярном, клеточном и тканевом уровнях. Регуляция азотистого обмена в целом организме направлена на приспособление интенсивности азотистого обмена к изменяющимся условиям окружающей и внутренней среды и осуществляется нервной системой как непосредственно, так и путем воздействия на железы внутренней секреции.

У здоровых взрослых людей содержание азотистых соединений в органах, тканях, биологических жидкостях находится на относительно постоянном уровне. Избыток азота, поступившего с пищей, выводится с мочой и калом, а при недостатке азота в пище нужды организма в нем могут покрываться за счет использования азотистых соединений тканей тела. При этом состав мочи изменяется в зависимости от особенностей азотистого обмена и состояния азотистого баланса. В норме при неизменном режиме питания и относительно стабильных условиях окружающей среды из организма выделяется постоянное количество конечных продуктов азотистого обмена , а развитие патологических состояний приводит к его резкому изменению. Значительные изменения экскреции азотистых соединений с мочой, в первую очередь экскреции мочевины, могут наблюдаться и при отсутствии патологии в случае существенного изменения режима питания (например, при изменении количества потребляемого белка), причем концентрация остаточного азота (см. Азот остаточный ) в крови меняется незначительно.

При исследовании азотистого обмена необходимо учитывать количественный и качественный состав принимаемой пищи, количественный и качественный состав азотистых соединений, выделяемых с мочой и калом и содержащихся в крови. Для исследования азотистого обмена применяют азотистые вещества, меченные радионуклидами азота, фосфора, углерода, серы, водорода, кислорода, и наблюдают за миграцией метки и включением ее в состав конечных продуктов азотистого обмена . Широко используют меченые аминокислоты, например 15 N-глицин, которые вводят в организм с пищей или непосредственно в кровь. Значительная часть меченого азота глицина пищи выводится в составе мочевины с мочой, а другая часть метки попадает в тканевые белки и выводится из организма крайне медленно. Проведение исследования азотистого обмена необходимо для диагностики многих патологических состояний и контроля за эффективностью лечения, а также при разработке рациональных схем питания, в т.ч. лечебного (см. Питание лечебное ).

Патологию азотистого обмена (вплоть до очень значительной) вызывает белковая недостаточность. Ее причиной может стать общее недоедание, продолжительный дефицит белка или незаменимых аминокислот в рационе, недостаток углеводов и жиров, обеспечивающих энергией процессы биосинтеза белка в организме. Белковая недостаточность может быть обусловлена преобладанием процессов распада белков над их синтезом не только в результате алиментарного дефицита белка и других важнейших пищевых веществ, но и при тяжелой мышечной работе, травмах, воспалительных и дистрофических процессах, ишемии, инфекции, обширных ожогах, дефекте трофической функции нервной системы, недостаточности гормонов анаболического действия (гормона роста, половых гормонов, инсулина), избыточном синтезе или избыточном поступлении извне стероидных гормонов и т.п. Нарушение усвоения белка при патологии желудочно-кишечного тракта (ускоренная эвакуация пищи из желудка, гипо- и анацидные состояния, закупорка выводного протока поджелудочной железы, ослабление секреторной функции и усиление моторики тонкой кишки при энтеритах и энтероколитах, нарушение процесса всасывания в тонкой кишке и др.) также может приводить к белковой недостаточности. Белковая недостаточность ведет к дискоординации азотистого обмена и характеризуется резко выраженным отрицательным азотистым балансом.

Известны случаи нарушения синтеза определенных белков (см. Иммунопатология , Ферментопатии), а также генетически обусловленного синтеза аномальных белков, например при гемоглобинопатиях , миеломной болезни (см. Парапротеинемические гемобластозы ) и др.

Патология азотистого обмена , заключающаяся в нарушении обмена аминокислот, часто связана с аномалиями процесса трансаминирования: уменьшением активности аминотрансфераз при гипо- или авитаминозах В 6 , нарушением синтеза этих ферментов, недостатком кетокислот для трансаминирования в связи с угнетением цикла трикарбоновых кислот при гипоксии и сахарном диабете и т.д. Снижение интенсивности трансаминирования приводит к угнетению дезаминирования глутаминовой кислоты, а оно, в свою очередь, - к повышению доли азота аминокислот в составе остаточного азота крови (гипераминоацидемии), общей гиперазотемии и аминоацидурии. Гипераминоацидемия, аминоацидурия и общая азотемия характерны для многих видов патологии азотистого обмена . При обширных поражениях печени и других состояниях, связанных с массивным распадом белка в организме, нарушаются процессы дезаминирования аминокислот и образования мочевины таким образом, что возрастают концентрация остаточного азота и содержание в нем азота аминокислот на фоне снижения относительного содержания в остаточном азоте азота мочевины (так называемая продукционная азотемия). Продукционная азотемия, как правило, сопровождается выведением избытка аминокислот с мочой, поскольку даже в случае нормального функционирования почек фильтрация аминокислот в почечных клубочках происходит интенсивнее, чем их реабсорбция в канальцах. Заболевания почек, обтурация мочевых путей, нарушение почечного кровообращения приводят к развитию ретенционной азотемии, сопровождающейся нарастанием концентрации остаточного азота в крови за счет повышения содержания в крови мочевины (см. Почечная недостаточность ). Обширные раны, тяжелые ожоги, инфекции, повреждения трубчатых костей, спинного и головного мозга, гипотиреоз, болезнь Иценко - Кушинга и многие другие тяжелые заболевания сопровождаются аминоацидурией. Она характерна и для патологических состояний, протекающих с нарушением процессов реабсорбции в почечных канальцах: болезни Вильсона - Коновалова (см. Гепатоцеребральная дистрофия ), нефронофтизе Фанкони (см. Рахитоподобные болезни ) и др. Эти болезни относятся к многочисленным генетически обусловленным нарушениям азотистого обмена . Избирательное нарушение реабсорбции цистина и цистинурия с генерализованным нарушением обмена цистина на фоне общей аминоацидурии сопровождает так называемый цистиноз. При этом заболевании кристаллы цистина откладываются в клетках ретикулоэндотелиальной системы. Наследственное заболевание фенилкетонурия характеризуется нарушением превращения фенилаланина в тирозин в результате генетически обусловленной недостаточности фермента фенилаланин - 4-гидроксилазы, что вызывает накопление в крови и моче непревращенного фенилаланина и продуктов его обмена - фенилпировиноградной и фенилуксусной кислот. Нарушение превращений этих соединений характерно и для вирусного гепатита.

Тирозинемию, тирозинурию и тирозиноз отмечают при лейкозах, диффузных заболеваниях соединительной ткани (коллагенозах) и других патологических состояниях. Они развиваются вследствие нарушения трансаминирования тирозина. Врожденная аномалия окислительных превращений тирозина лежит в основе алкаптонурии, при которой в моче накапливается непревращенный метаболит этой аминокислоты - гомогентизиновая кислота. Нарушения пигментного обмена при гипокортицизме (см. Надпочечники ) связаны с угнетением превращения тирозина в меланин вследствие ингибирования фермента тирозиназы (полное выпадение синтеза этого пигмента характерно для врожденной аномалии пигментации - альбинизма).

При хроническом гепатите, сахарном диабете, остром лейкозе, хроническом миело- и лимфолейкозе, лимфогранулематозе, ревматизме и склеродермии нарушается обмен триптофана и его метаболиты 3-оксикинуренин, ксантуреновая и 3-оксиантраниловая кислоты, обладающие токсическими свойствами, накапливаются в крови. К патологии азотистого обмена относятся и состояния, связанные с нарушением выделения почками креатинина и накоплением его в крови. Усиление экскреции креатинина сопровождает гиперфункцию щитовидной железы, а снижение экскреции креатинина при повышенном выведении креатина - гипотиреоз.

При массивном распаде клеточных структур (голодание, тяжелая мышечная работа, инфекции и др.) отмечают патологическое нарастание концентрации остаточного азота за счет увеличения относительного содержания в ней азота мочевой кислоты (в норме концентрация мочевой кислоты в крови не превышает - 0,4 ммоль/л ).

В пожилом возрасте снижаются интенсивность и объем синтеза белка за счет непосредственного угнетения биосинтетической функции организма и ослабления его способности усваивать аминокислоты пищи; развивается отрицательный азотистый баланс. Нарушения обмена пуринов у людей пожилого возраста приводят к накоплению и отложению в мышцах, суставах и хрящах солей мочевой кислоты - уратов. Коррекция нарушений азотистого обмена в пожилом возрасте может быть осуществлена за счет специальных диет, содержащих полноценные животные белки, витамины и микроэлементы, с ограниченным содержанием пуринов.

Азотистый обмен у детей отличается рядом особенностей, в частности положительным азотистым балансом как необходимым условием роста. Интенсивность процессов азотистого обмена на протяжении роста ребенка подвергается изменениям, особенно ярко выраженным у новорожденных и детей раннего возраста. В течение первых 3-х дней жизни азотистый баланс отрицателен, что объясняется недостаточным поступлением белка с пищей. В этот период обнаруживается транзиторное повышение концентрации остаточного азота в крови (так называемая физиологическая азотемия), иногда достигающее 70 ммоль/л ; к концу 2-й нед. жизни концентрация остаточного азота снижается до уровня, отмечаемого у взрослых. Количество выделяемого почками азота нарастает в течение первых 3-х дней жизни, после чего снижается и вновь начинает увеличиваться со 2-й нед. жизни параллельно возрастающему количеству пищи.

Наиболее высокая усвояемость азота в организме ребенка наблюдается у детей первых месяцев жизни. Азотистый баланс заметно приближается к равновесию в первые 3-6 мес. жизни, хотя и остается положительным. Интенсивность белкового обмена у детей достаточно высока - у детей 1-го года жизни обновляется около 0,9 г белка на 1 кг массы тела в сутки, в 1-3 года - 0,8 г/кг/ сут., у детей дошкольного и школьного возраста - 0,7 г/кг/ сут.

Средние величины потребности в незаменимых аминокислотах, по данным ФАО ВОЗ (1985), у детей в 6 раз больше, чем у взрослых (незаменимой аминокислотой для детей в возрасте до 3 мес. является цистин, а до 5 лет - и гистидин). Более активно, чем у взрослых, протекают у детей процессы трансаминирования аминокислот. Однако в первые дни жизни у новорожденных из-за относительно низкой активности некоторых ферментов отмечаются гипераминоацидемия и физиологическая аминоацидурия в результате функциональной незрелости почек. У недоношенных, кроме того, имеет место аминоацидурия перегрузочного типа, т.к. содержание свободных аминокислот в плазме их крови выше, чем у доношенных детей. На первой неделе жизни азот аминокислот составляет 3-4% общего азота мочи (по некоторым данным, до 10%), и лишь к концу 1-го года жизни его относительное содержание снижается до 1%. У детей 1-го года жизни выведение аминокислот в расчете на 1 кг массы тела достигает величин выведения их у взрослого человека, экскреция азота аминокислот, достигающая у новорожденных 10 мг/кг массы тела, на 2-м году жизни редко превышает 2 мг/кг массы тела. В моче новорожденных повышено (по сравнению с мочой взрослого человека) содержание таурина, треонина, серина, глицина, аланина, цистина, лейцина, тирозина, фенилаланина и лизина. В первые месяцы жизни в моче ребенка обнаруживаются также этаноламин и гомоцитруллин. В моче детей 1-го года жизни преобладают аминокислоты пролин и [гидр]оксипролин.

Исследования важнейших азотистых компонентов мочи у детей показали, что соотношение мочевой кислоты, мочевины и аммиака в процессе роста существенно изменяется. Так, первые 3 мес. жизни характеризуются наименьшим содержанием в моче мочевины (в 2-3 раза меньше, чем у взрослых) и наибольшей экскрецией мочевой кислоты. Дети в первые три месяца жизни выделяют 28,3 мг/кг массы тела мочевой кислоты, а взрослые - 8,7 мг/кг . Относительно высокая экскреция у детей первых месяцев жизни мочевой кислоты способствует иногда развитию мочекислого инфаркта почек. Количество мочевины в моче нарастает у детей в возрасте от 3 до 6 месяцев, а содержание мочевой кислоты в это время снижается. Содержание аммиака в моче детей в первые дни жизни невелико, но затем резко возрастает и держится на высоком уровне на протяжении всего 1-го года жизни.

Характерной особенностью азотистого обмена у детей является физиологическая креатинурия. Креатин обнаруживается еще в амниотической жидкости; в моче он определяется в количествах, превышающих содержание креатина в моче взрослых, начиная с периода новорожденности и до периода полового созревания. Суточная экскреция креатинина (дегидроксилированного креатина) с возрастом увеличивается, в то же время по мере нарастания массы тела ребенка относительное содержание азота креатинина мочи снижается. Количество креатинина, выводимого с мочой за сутки, у доношенных новорожденных составляет 10-13 мг/кг , у недоношенных 3 мг/кг , у взрослых не превышает 30 мг/кг.

При выявлении в семье врожденного нарушения азотистого обмена необходимо проведение медико-генетического консультирования .

Библиогр.: Березов Т.Т. и Коровкин Б.Ф. Биологическая химия, с. 431, М., 1982; Вельтищев Ю.Е. и др. Обмен веществ у детей, с. 53, М., 1983; Дудел Дж. и др. Физиология человека, пер. с англ., т. 1-4, М., 1985; Зилва Дж.Ф. и Пэннелл П.Р. Клиническая химия в диагностике и лечении, пер. с англ., с. 298, 398, М., 1988; Кон Р.М. и Рой К.С. Ранняя диагностика болезней обмена веществ, пер. с англ., с. 211, М., 1986; Лабораторные методы исследования в клинике, под ред. В.В. Меньшикова, с. 222, М., 1987; Ленинджер А. Основы биохимии, пер. с англ., т. 2, М., 1985; Мазурин А.В. и Воронцов И.М. Пропедевтика детских болезней, с. 322, М., 1985; Руководство по педиатрии, под. ред. У.Е. Бермана и В.К. Вогана, пер. с англ., кн. 2, с. 337, VI., 1987; Страйер Л. Биохимия, пер. с англ., т. 2, с. 233, М., 1985.