Болезни, вызванные нарушением синтеза компонентов клеток

16 Августа в 13:11 2560 0


Наиболее известные болезни такого рода приведены в табл. 1.

Таблица 1. Заболевания, развивающиеся при нарушениях синтеза компонентов клеток

Поврежденные органеллы

Заболевание

Молекулярный дефект

Морфологические изменения

Клинические проявления

Митохондрия

Митохондриальная цитопатия

Дефект окислительного фосфорилирования

Увеличение размеров и числа митохондрий в мышцах

Высокий общий уровень метаболизма без гипертиреоза

Микротрубочка

Синдром Картагенера

Отсутствие динеина в ресничках и жгутиках

Отсутствие плечей в двойных микротрубочках. Неподвижность ресничек и жгутиков

Мужское бесплодие и хронические инфекции дыхательных путей


Мышиный (Acomys) диабет

Уменьшение количества тубулина в панкреатических β-клетках

Уменьшение количества микротрубочек в (3-клетках

Сахарный диабет

Лизосома

Метахроматическая лейкодистрофия

Недостаток сульфатазы в лизосомах

Накопление цереброзидов в тканях

Двигательные и психические нарушения


Болезнь Гурлера

Недостаток α-L-идуронидазы в лизосомах

Накопление дерматансульфата в тканях

Задержка роста и умственного развития

Секреторная гранула

Проинсулиновый диабет

Дефект проинсулин-расщепляющего фермента

Нет

Высокая концентрация проинсулина в крови (сахарный диабет)

Комплекс Гольджи

I - клеточная болезнь

Дефицит фосфотрансферазы

Накопление включений в фибробластах

Задержка психомоторного развития, изменения в костях

Болезни нарушения внутриклеточного транспорта белков

Эти болезни можно также называть ферментопатиями. Синтезированные в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР) белки и липиды перемещаются внутри клетки главным образом в виде транспортных пузырьков. Дефекты в системе внутриклеточного распределения становятся причиной многих заболеваний человека. Заболевания, вызванные нарушением сигналов внутриклеточного транспорта, представлены в табл. 2.

Таблица 2. Заболевания, развивающиеся при нарушениях внутриклеточного транспорта белков

Заболевание

Пораженные белки

Судьба белка

Врожденная недостаточность сахароизомальтозы

Сахароизомальтоза

ЭР, комплекс Гольджи, базолатеральная поверхность клеточных мембран

Муковисцидоз

Муковисцидозный трансмембранный регулятор (МТР)

Разрушается в ЭР

Семейная гиперхолестеринемия

Рецептор липопротеипа низкой плотности (ЛНП)

Класс 2: нарушен выход из ЭР

Класс 4: нарушено накопление в окаймленных ямках

Класс 5: нарушена рециркуляция после эндоцитоза

Наследственная эмфизема легких

α-антитрипсин

Накапливается и разрушается в ЭР, не секретируется

Болезнь I-клеток

Лизосомные гидролазы

Секретируются

Недостаточность адгезии лейкоцитов

CD18

Не образуется или разрушается β-субъединица рецептора, препятствуя образованию другой субъединицы

Синдром Цельвегера

Пероксисомные белки

Пероксисомы вследствие мутации фактора сборки не образуются

Известны основные принципы формирования пузырьков:

а) синтезированные в ЭР вещества предназначены для частиц (компартментов) в составе клетки, а не для цитозоля,

б) основная гидролитическая частица клетки (лизосома) получает свои ферменты из различных источников, в том числе в результате эндоцитоза,

в) вещества в составе пузырьков часто содержат адресную метку, с помощью которой концентрируются в определенных участках пузырька,

г) находящиеся в пузырьках белки и липиды изменяются присутствующими в них ферментами,

д) основным местом гликозилирования переносимых белков и липидов является комплекс Гольджи.

Недостаточность сахарозоизомальтазы. Этот фермент гидролизует (1 → 6)-связи α-декстринов и (1 → 2)-связи в молекуле сахарозы. При недостатке фермента нарушаются усвоение сахарозы и расщепление амилопек-тина, развиваются диарея и метеоризм.

Муковисцидоз (кистозный фиброз) развивается вследствие врожденной аномалии трансмембранного регулятора, что нарушает метаболизм незаменимых жирных кислот — ЖК (линолевой, линоленовой и арахидоновой). Из-за нарушения образования и транспорта фосфолипидов изменяется структура митохондриальных мембран, развиваются чешуйчатый дерматит и поражение мочевой системы.

При семейной гиперхолестеринемии нарушается рецепторно-опосредованный эндоцитоз, избирательно повышается уровень липопротеинов низкой плотности (ЛИП). Последние представляют собой основной белок плазмы, который транспортирует холестерин, необходимый для синтеза клеточных мембран, стероидных гормонов и желчных кислот в печени. Однако если поглощение ЛИП клетками нарушается, ЛИП накапливаются в плазме крови, и в коронарных сосудах образуются атеросклеротические бляшки. Они сужают просвет сосудов, что сопровождается риском развития инфаркта миокарда. Известно три типа дефектов рецептора ЛНП, вызывающих болезнь разной степени тяжести. Гиперхолестеринемию лечат путем прерывания кишечно-печеночной циркуляции желчных кислот, назначая холестираминовую смолу (квестран) или хирургическим способом — выключением подвздошной кишки. В обоих случаях блокируется реабсорбция желчных кислот, по принципу обратной связи снимается ингибирование этими кислотами цепи реакций превращения холестерина в печени в желчные кислоты, а содержание холестерина снижается. При этом возрастает количество рецепторов ЛНП в печени, увеличивается их захват и понижается содержание холестерина в плазме крови.

Врожденная эмфизема легких возникает при дефекте метаболизма α1-антитрипсина — мукопротеинового фермента, ингибирующего трипсин и другие протеазы, содержащие в активном центре серии. Фракция α-глобулина белков сыворотки крови состоит в основном из α1-антитрипсина. Он является белком острой фазы. Существует, по меньшей мере, 75 наследуемых вариантов этого белка. Когда фермент не секретируется из ЭР, возникает порок развития, при котором паренхима части легкого чрезмерно растягивается, хрящевые элементы бронхов подвергаются аплазии, эластические волокна и гладкие мышцы концевых и дыхательных бронхиол — гипоплазии; развиваются и другие нарушения в структурных единицах легочной ткани. Это по клапанному механизму способствует чрезмерному вздутию соответствующей части легких. Клинически эмфизема проявляется синдромами дыхательной и сердечнососудистой недостаточности разной степени выраженности. Выделяют некомпенсированную, субкомпенсированную и компенсированную врожденную локализованную эмфизему. Повышение уровня антитрипсина часто отмечается также при воспалении в ткани печени. Единственный метод лечения этой болезни — оперативный (удаление пораженной доли легкого). Операция может быть выполнена в любом возрасте. Прогноз зависит главным образом от объема поражения.

Медицинская бионеорганика. Г.К. Барашков

Похожие статьи
  • 20.07.2012 74636 44
    Типы химических связей

    Каждый атом обладает некоторым числом электронов. Вступая в химические реакции, атомы отдают, приобретают, либо обобществляют электроны, достигая наиболее устойчивой электронной конфигурации. Наиболее устойчивой оказывается конфигурация с наиболее низкой энергией (как в атомах благородных газов&...

    Бионеорганика
  • 21.07.2012 19425 16
    Ионные насосы

    Ионными насосами называют молекулярные механизмы, локализованные в мембране и способные транспортировать вещества за счет энергии, высвобождаемой при расщеплении АТФ, или любого другого вида энергии.

    Бионеорганика
  • 19.06.2012 17287 20
    1 группа (1А подгруппа) — щелочные металлы (главная группа)

    В нее входят Li, Na, К, Rb, Cs, Fr (табл. 1 и 2). По многим химическим свойствам несколько отличается от других щелочных металлов Li+, имеющий диагональное сходство с Mg2+.

    Бионеорганика
показать еще
 
Биотехнологии и биоматериалы