Proteiiniaineenvaihdunta: proteiinit ja proteiinitarpeet

Proteiini on yksi tärkeimmistä ja elintärkeimmistä tuotteista. Nyt on käynyt ilmeiseksi, että proteiinin käyttö energiankulutukseen on järjetöntä, koska aminohappojen hajoaminen tuottaa monia happoradikaaleja ja ammoniakkia, jotka eivät ole yhdentekeviä lapsen keholle.

Mitä proteiini on?

Ihmiskehossa ei ole proteiinivarastoja. Vasta kudosten hajotessa proteiinit hajoavat niissä, jolloin vapautuu aminohappoja, joita käytetään muiden, elintärkeämpien kudosten ja solujen proteiinikoostumuksen ylläpitämiseen. Siksi kehon normaali kasvu on mahdotonta ilman riittävää proteiinia, koska rasvat ja hiilihydraatit eivät voi korvata niitä. Lisäksi proteiinit sisältävät välttämättömiä aminohappoja, jotka ovat välttämättömiä uusien kudosten rakentamiselle tai niiden uusiutumiselle. Proteiinit ovat osa erilaisia entsyymejä (ruoansulatus-, kudos- jne.), hormoneja, hemoglobiinia ja vasta-aineita. On arvioitu, että noin 2 % lihaskudoksen proteiineista on jatkuvasti uusiutuvia entsyymejä. Proteiinit toimivat puskureina ja osallistuvat ympäristön jatkuvan reaktion ylläpitämiseen eri nesteissä (veriplasma, aivo-selkäydinneste, suoliston eritteet jne.). Lopuksi, proteiinit ovat energianlähde: 1 g proteiinia tuottaa täysin hajonneena 16,7 kJ (4 kcal).

Typpitasapainokriteeriä on käytetty jo vuosia proteiiniaineenvaihdunnan tutkimiseen. Tämä tehdään määrittämällä ruoasta tulevan typen määrä sekä ulosteiden mukana ja virtsaan erittyvän typen määrä. Ulosteiden mukana poistuvien typpipitoisten aineiden perusteella arvioidaan proteiinin sulamisastetta ja imeytymisastetta ohutsuolessa. Ruoan typen ja sen ulosteiden ja virtsan mukana erittymisen välisen eron perusteella arvioidaan sen kulutusastetta uusien kudosten muodostumiseen tai niiden uudistumiseen. Heti syntymän jälkeen syntyneillä lapsilla tai pienipainoisilla ja kehittymättömillä lapsilla minkä tahansa ravintoproteiinin, varsinkin jos se ei ole äidinmaidon proteiinia, imeytymisjärjestelmän epätäydellisyys voi johtaa typen hyödyntämisen mahdottomuuteen.

Ruoansulatuskanavan toimintojen kehittymisen ajoitus

Ikä, kuukautta	FAO/WHO (1985)	YK (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

Aikuisilla erittyvän typen määrä on yleensä yhtä suuri kuin ruoan mukana saaman typen määrä. Lapsilla typpitase on sitä vastoin positiivinen, eli ruoan mukana saaman typen määrä ylittää aina sen poistumisen ulosteiden ja virtsan mukana.

Ravinnon typen pidättyminen ja siten elimistön kyky hyödyntää sitä riippuu iästä. Vaikka kyky pidättää ruoan typpeä säilyy läpi elämän, se on voimakkainta lapsilla. Typen pidättymisen taso vastaa kasvuvakiota ja proteiinisynteesin nopeutta.

Proteiinisynteesin nopeus eri ikäkausina

Ikäjaksot	Ikä	Synteesinopeus, g/(kg • päivä)
Alhainen syntymäpaino vastasyntynyt	1–45 päivää	17.46
Lapsi toisena elinvuotenaan	10–20 kuukautta	6.9
Aikuinen	20–23-vuotias	3.0
Iäkäs mies	69–91 vuotta	1.9

Ravintoproteiinien ominaisuudet, jotka otetaan huomioon ravitsemusstandardeja asetettaessa

Biologinen hyötyosuus (imeytyminen):

• 100 (Npost - Noout) / Npost,

Missä Npost on vastaanotettu typpi; Seuraavaksi on ulosteiden mukana erittynyt typpi.

Nettokäyttöaste (NPU %):

• (Nпш-100 (Nсn + Nvч)) / Nпш,

Missä Nпш on ruokatyppi;

Nst - ulosteen typpi;

Nmch - virtsan typpi.

Proteiinin hyötysuhde:

• Painonnousu per 1 g proteiinia, joka nautittiin standardoidussa kokeessa rotanpoikasilla.

Aminohappojen "pisteet":

• 100 AKB / AKE,

Jossa Akb on tietyn aminohapon pitoisuus tietyssä proteiinissa, mg;

AKE - tietyn aminohapon pitoisuus vertailuproteiinissa, mg.

Havainnollistaaksemme "pistemäärän" ja "ihanteellisen proteiinin" käsitteitä esittelemme tietoja "pistemäärän" ominaisuuksista ja useiden ruokaproteiinien hyödyntämisestä.

Joidenkin elintarvikeproteiinien "aminohappopisteet" ja "nettokäyttöarvot"

Proteiini	Skor	Hävittäminen
Maissi	49	36
Hirssi	63	43
Riisi	67	63
Vehnä	53	40
Soijapavut	74	67
Kokonainen muna	100	87
Rintamaito	100	94
Lehmänmaito	95	81

Suositeltu proteiinin saanti

Ottaen huomioon proteiinien koostumuksen ja ravintoarvon merkittävät erot, proteiinin saantilaskelmat varhaisella iällä tehdään vain ja yksinomaan biologisesti korkeimman arvon omaaville proteiineille, jotka ovat ravintoarvoltaan melko verrattavissa äidinmaidon proteiiniin. Tämä pätee myös alla annettuihin suosituksiin (WHO ja Venäjän MZ). Vanhemmissa ikäryhmissä, joissa proteiinin kokonaistarve on jonkin verran pienempi ja suhteessa aikuisiin, proteiinin laatuongelma ratkaistaan tyydyttävästi rikastamalla ruokavaliota useilla erityyppisillä kasviproteiineilla. Suoliston kyymissa, jossa eri proteiinien aminohapot ja veren seerumin albumiinit sekoittuvat, muodostuu lähellä optimaalista aminohapposuhde. Proteiinin laatuongelma on erittäin akuutti, kun syödään lähes yksinomaan yhtä kasviproteiinityyppiä.

Yleinen proteiinin standardointi Venäjällä eroaa jonkin verran terveysstandardien noudattamisesta ulkomailla ja WHO:n komiteoissa. Tämä johtuu optimaalisen tarjonnan kriteerien eroista. Vuosien varrella nämä kannat ja eri tieteelliset koulukunnat ovat lähentyneet toisiaan. Eroja havainnollistavat seuraavat taulukot Venäjällä ja WHO:n tieteellisissä komiteoissa hyväksytyistä suosituksista.

Suositeltu proteiinin saanti alle 10-vuotiaille lapsille

Indikaattori	0–2 kuukautta	3–5 kuukautta	6–11 kuukautta	1–3 vuotta	3–7 vuotta	7–10 vuotta
Kokonaisproteiinit, g	-	-	-	53	68	79
Proteiineja, g/kg	2,2	2.6	2.9	-	-	-

Turvallinen proteiinin saanti pienille lapsille, g/(kg/vrk)

Ikä, kuukautta	FAO/WHO (1985)	YK (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

Ottaen huomioon kasvi- ja eläinproteiinien erilaisen biologisen arvon, on tapana toteuttaa standardointi sekä käytetyn proteiinin määrän että eläinproteiinin tai sen osuuden mukaan päivässä kulutetusta proteiinin kokonaismäärästä. Esimerkkinä tästä on Venäjän proteiinin M3 standardointitaulukko (1991) vanhempien ikäryhmien lapsille.

Kasvi- ja eläinproteiinin suhde kulutussuosituksissa

Oravat	11–13-vuotiaille		14–17-vuotiaita
	Pojat	Tytöt	Pojat	Tytöt
Kokonaisproteiinit, g	93	85	100	90
Eläimet mukaan lukien	56	51	60	54

FAO:n ja WHO:n yhteinen asiantuntijaryhmä (1971) katsoi, että lehmänmaidon proteiinin tai kananmunanvalkuaisen turvallinen saantitaso on aikuiselle miehelle 0,57 g/kg ruumiinpainoa päivässä ja naiselle 0,52 g/kg. Turvallinen taso on määrä, joka on välttämätön lähes kaikkien tietyn väestöryhmän jäsenten fysiologisten tarpeiden tyydyttämiseksi ja terveyden ylläpitämiseksi. Lapsilla turvallinen proteiinin saantitaso on korkeampi kuin aikuisilla. Tämä selittyy sillä, että kudosten uusiutuminen tapahtuu lapsilla voimakkaammin.

On todettu, että typen imeytyminen elimistöön riippuu sekä proteiinin määrästä että laadusta. Jälkimmäinen ymmärretään oikeammin proteiinin aminohappokoostumuksena, erityisesti välttämättömien aminohappojen läsnäolona. Lasten sekä proteiinin että aminohappojen tarve on huomattavasti suurempi kuin aikuisten. On laskettu, että lapsi tarvitsee noin kuusi kertaa enemmän aminohappoja kuin aikuinen.

Välttämättömien aminohappojen tarve (mg / 1 g proteiinia)

Aminohapot	Lapset			Aikuiset
	Jopa 2 vuotta	2–5 vuotta	10–12 vuotta
Histidiini	26	19	19	16
Isoleusiini	46	28	28	13
Leusiini	93	66	44	19
Lysiini	66	58	44	16
Metioniini + kystiini	42	25	22	17
Fenyylialaniini + tyrosiini	72	63	22	19
Treoniini	43	34	28	9
Tryptofaani	17	11	9	5
Valin	55	35	25	13

Taulukko osoittaa, että lasten aminohappojen tarve ei ole ainoastaan suurempi, vaan myös heidän elintärkeiden aminohappojen tarvesuhteensa on erilainen kuin aikuisilla. Myös vapaiden aminohappojen pitoisuudet plasmassa ja kokoveressä vaihtelevat.

Leusiinin, fenyylialaniinin, lysiinin, valiinin ja treoniinin tarve on erityisen suuri. Jos otamme huomioon, että aikuiselle on elintärkeitä 8 aminohappoa (leusiini, isoleusiini, lysiini, metioniini, fenyylialaniini, treoniini, tryptofaani ja valiini), niin alle 5-vuotiaille lapsille histidiini on myös välttämätön aminohappo. Kolmen ensimmäisen elinkuukauden aikana lapsille lisätään kystiiniä, arginiinia ja tauriinia, ja keskosille myös glysiiniä eli 13 heille elintärkeää aminohappoa. Tämä on otettava huomioon lasten ravitsemusta suunniteltaessa, erityisesti varhaisessa iässä. Vain entsyymijärjestelmien asteittaisen kypsymisen ansiosta kasvun aikana lasten välttämättömien aminohappojen tarve vähenee vähitellen. Samanaikaisesti liiallisen proteiinikuormituksen yhteydessä aminohappojen riittämätön pitoisuus kasvaa lapsilla helpommin kuin aikuisilla, mikä voi ilmetä kehitysviiveinä, erityisesti neuropsyykkisinä.

Vapaiden aminohappojen pitoisuus lasten ja aikuisten veriplasmassa ja kokoveressä, mol/l

Aminohapot	Veriplasma		Kokoveri
	Vastasyntyneet	Aikuiset	Lapset 1–3 vuotta	Aikuiset
Alaniini	0,236–0,410	0,282–0,620	0,34–0,54	0,26–0,40
A-aminovoihappo	0,006–0,029	0,008–0,035	0,02–0,039	0,02–0,03
Arginiini	0,022–0,88	0,094–0,131	0,05–0,08	0,06–0,14
Asparagiini	0,006–0,033	0,030–0,069	-	-
Asparagiinihappo	0,00–0,016	0,005–0,022	0,08–0,15	0,004–0,02
Valin	0,080–0,246	0,165–0,315	0,17–0,26	0,20–0,28
Histidiini	0,049–0,114	0,053–0,167	0,07–0,11	0,08–0,10
Glysiini	0,224–0,514	0,189–0,372	0,13–0,27	0,24–0,29
Glutamiini	0,486–0,806	0,527	-	-
Glutamiinihappo	0,020–0,107	0,037–0,168	0,07–0,10	0,04–0,09
Isoleusiini	0,027–0,053	0,053–0,110	0,06–0,12	0,05–0,07
Leusiini	0,047–0,109	0,101–0,182	0,12–0,22	0,09–0,13
Lysiini	0,144–0,269	0,166–0,337	0,10–0,16	0,14–0,17
Metioniini	0,009–0,041	0,009–0,049	0,02–0,04	0,01–0,05
Ornitiini	0,049–0,151	0,053–0,098	0,04–0,06	0,05–0,09
Proliini	0,107–0,277	0,119–0,484	0,13–0,26	0,16–0,23
Seesteinen	0,094–0,234	0,065–0,193	0,12–0,21	0,11–0,30
Tauriini	0,074–0,216	0,032–0,143	0,07–0,14	0,06–0,10
Tyrosiini	0,088–0,204	0,032–0,149	0,08–0,13	0,04–0,05
Treoniini	0,114–0,335	0,072–0,240	0,10–0,14	0,11–0,17
Tryptofaani	0,00–0,067	0,025–0,073	-	-
Fenyylialaniini	0,073–0,206	0,053–0,082	0,06–0,10	0,05–0,06
Kystiini	0,036–0,084	0,058–0,059	0,04–0,06	0,01–0,06

Lapset ovat herkempiä nälkäkuolemalle kuin aikuiset. Maissa, joissa lasten ruokavaliossa on jyrkkä proteiinin puute, kuolleisuus nuorella iällä kasvaa 8–20-kertaisesti. Koska proteiini on välttämätön myös vasta-aineiden synteesille, sen puutteella lasten ruokavaliossa esiintyy yleensä erilaisia infektioita, jotka puolestaan lisäävät proteiinin tarvetta. Näin syntyy noidankehä. Viime vuosina on todettu, että lasten ruokavalion proteiinin puute ensimmäisten kolmen elinvuoden aikana, erityisesti pitkäaikaisesti, voi aiheuttaa peruuttamattomia muutoksia, jotka kestävät koko elämän.

Proteiiniaineenvaihdunnan arviointiin käytetään useita indikaattoreita. Siten proteiinin ja sen fraktioiden pitoisuuden määritys veressä (plasmassa) on yhteenveto proteiinisynteesin ja -hajoamisen prosesseista.

Kokonaisproteiinin ja sen fraktioiden pitoisuus (g/l) veriseerumissa

Indikaattori	Äidin luona	Napanuoran veri	Ikääntyneillä lapsilla
			0–14 päivää	2–4 viikkoa	5–9 viikkoa	9 viikkoa - 6 kuukautta	6–15 kuukautta
Kokonaisproteiini	59.31	54.81	51.3	50,78	53.37	56,5	60.56
Albumiinit	27.46	32.16	30.06	29.71	35.1	35.02	36.09
Α1-globuliini	3.97	2.31	2.33	2.59	2.6	2.01	2.19
A1-lipoproteiini	2.36	0,28	0,65	0,4	0,33	0,61	0,89
A2-globuliini	7.30	4.55	4.89	4.86	5.13	6.78	7.55
Α2-makroglobuliini	4.33	4.54	5.17	4.55	3.46	5.44	5.60
Α2-haptoglobiini	1.44	0,26	0,15	0,41	0,25	0,73	1.17
Α2-seruloplasmiini	0,89	0,11	0,17	0,2	0,24	0,25	0,39
Β-globuliini	10.85	4.66	4.32	5.01	5.25	6.75	7.81
B2-lipoproteiini	4.89	1.16	2.5	1.38	1.42	2.36	3.26
Β1-siderofiliini	4.8	3.33	2.7	2.74	3.03	3.59	3.94
B2-A-globuliini, U	42	1	1	3.7	18	19.9	27.6
Β2-M-globuliini, U	10.7	1	2,50	3.0	2.9	3.9	6.2
Γ-globuliini	10.9	12.50	9,90	9.5	6.3	5.8	7.5

Proteiini- ja aminohappotasot kehossa

Kuten taulukosta voidaan nähdä, vastasyntyneen veriseerumin kokonaisproteiinipitoisuus on alhaisempi kuin äidin, mikä selittyy aktiivisella synteesillä eikä yksinkertaisella proteiinimolekyylien suodattumisella istukan läpi äidistä. Ensimmäisen elinvuoden aikana veriseerumin kokonaisproteiinipitoisuus laskee. Erityisen alhaisia lukuja havaitaan 2–6 viikon ikäisillä lapsilla, ja 6 kuukauden iästä alkaen havaitaan asteittaista nousua. Peruskouluiässä proteiinipitoisuus on kuitenkin jonkin verran alhaisempi kuin aikuisten keskiarvo, ja nämä poikkeamat ovat selvempiä pojilla.

Kokonaisproteiinin alhaisemman pitoisuuden ohella havaitaan myös joidenkin sen fraktioiden alhaisempi pitoisuus. Tiedetään, että maksassa tapahtuva albumiinisynteesi on 0,4 g / (kg-vrk). Normaalissa synteesissä ja eliminaatiossa (albumiini pääsee osittain suoliston luumeniin ja sitä käytetään uudelleen; pieni määrä albumiinia erittyy virtsaan), elektroforeesilla määritetty veriseerumin albumiinipitoisuus on noin 60 % seerumin proteiineista. Vastasyntyneellä albumiinin prosenttiosuus on jopa suhteellisesti korkeampi (noin 58 %) kuin äidillä (54 %). Tämä selittyy ilmeisesti paitsi sikiön albumiinin synteesillä, myös sen osittaisella transplasentaalisella kulkeutumisella äidistä. Sitten, ensimmäisenä elinvuotena, albumiinipitoisuus laskee kokonaisproteiinin pitoisuuden mukaisesti. Γ-globuliinipitoisuuden dynamiikka on samanlainen kuin albumiinin. Erityisen alhaisia γ-globuliiniarvoja havaitaan elämän ensimmäisellä puoliskolla.

Tämä selittyy äidiltä istukan läpi saatujen γ-globuliinien (pääasiassa β-globuliiniin liittyvien immunoglobuliinien) hajoamisella. 

Lapsen omien globuliinien synteesi kypsyy vähitellen, mikä selittyy niiden hitaalla lisääntymisellä iän myötä. α1-, α2- ja β-globuliinien pitoisuudet eroavat suhteellisen vähän aikuisten pitoisuuksista.

Albumiinien päätehtävä on ravitsemuksellinen ja plastinen. Albumiinien pienen molekyylipainon (alle 60 000) vuoksi niillä on merkittävä vaikutus kolloidiosmoottiseen paineeseen. Albumiineilla on merkittävä rooli bilirubiinin, hormonien, mineraalien (kalsium, magnesium, sinkki, elohopea), rasvojen jne. kuljetuksessa. Näitä teoreettisia lähtökohtia käytetään kliinisesti vastasyntyneelle tyypillisen hyperbilirubinemian hoidossa. Bilirubinemian vähentämiseksi puhtaan albumiinivalmisteen käyttöönotto on aiheellista keskushermostoon kohdistuvien myrkyllisten vaikutusten - enkefalopatian kehittymisen - estämiseksi.

Suurimolekyylipainoiset globuliinit (90 000–150 000) ovat monimutkaisia proteiineja, jotka sisältävät erilaisia komplekseja. α1- ja α2-globuliinit sisältävät muko- ja glykoproteiineja, mikä heijastuu tulehdussairauksissa. Vasta-aineiden pääosa on γ-globuliinit. Tarkempi γ-globuliinien tutkimus osoitti, että ne koostuvat erilaisista fraktioista, joiden muutos on ominaista useille sairauksille eli niillä on myös diagnostista arvoa.

Proteiinipitoisuuden ja niin sanotun veren spektrin eli proteiinikaavan tutkimus on löytänyt laajan sovelluksen kliinisessä työssä.

Terveellä ihmisellä albumiinit ovat vallitsevia (noin 60 % proteiinista). Globuliinifraktioiden suhde on helppo muistaa: α1-1, α2-2, β-3, y-4 osat. Akuuteissa tulehdussairauksissa veren proteiinikaavan muutoksille on ominaista α-globuliinien pitoisuuden nousu, erityisesti α2:n vuoksi, normaalin tai hieman kohonneen y-globuliinipitoisuuden ja albumiinimäärän vähenemisen yhteydessä. Kroonisessa tulehduksessa havaitaan y-globuliinipitoisuuden nousu, kun α-globuliinipitoisuus on normaali tai hieman kohonnut, ja albumiinipitoisuus laskee. Subakuutille tulehdukselle on ominaista samanaikainen α- ja γ-globuliinien pitoisuuksien nousu albumiinipitoisuuden laskiessa.

Hypergammaglobulinemian ilmaantuminen viittaa taudin krooniseen vaiheeseen, hyperaffaglobulinemia taas pahenemisvaiheeseen. Ihmiskehossa proteiinit hydrolyyttisesti hajoavat peptidaasien avulla aminohapoiksi, joita tarpeen mukaan käytetään uusien proteiinien synteesiin tai jotka muuttuvat deaminoimalla ketohapoksiksi ja ammoniakiksi. Lapsilla aminohappojen pitoisuus veressä lähestyy aikuisille tyypillisiä arvoja. Vasta ensimmäisinä elinpäivinä havaitaan joidenkin aminohappojen pitoisuuden nousua, mikä riippuu ruokinnan tyypistä ja niiden aineenvaihduntaan osallistuvien entsyymien suhteellisen alhaisesta aktiivisuudesta. Tässä suhteessa aminohappojen runsaus lapsilla on korkeampaa kuin aikuisilla.

Vastasyntyneillä fysiologinen atsotemia (jopa 70 mmol/l) havaitaan ensimmäisten elinpäivien aikana. Maksimaalisen nousun jälkeen 2.–3. elinpäivään mennessä typpitaso laskee ja 5.–12. elinpäivään mennessä se saavuttaa aikuisen tason (28 mmol/l). Keskosilla jäännöstypen taso on sitä korkeampi, mitä pienempi lapsen paino. Atsotemiaan tässä lapsuuden vaiheessa liittyy irtoamista ja munuaisten vajaatoimintaa.

Ruoan proteiinipitoisuus vaikuttaa merkittävästi veren jäännöstypen määrään. Näin ollen, kun ruoan proteiinipitoisuus on 0,5 g/kg, urean pitoisuus on 3,2 mmol/l, kun proteiinipitoisuus on 1,5 g/kg, urean pitoisuus on 6,4 mmol/l ja kun proteiinipitoisuus on 2,5 g/kg, urean pitoisuus on 7,6 mmol/l. Proteiiniaineenvaihdunnan lopputuotteiden erittyminen virtsaan toimii jossain määrin indikaattorina, joka heijastaa proteiiniaineenvaihdunnan tilaa elimistössä. Yksi proteiiniaineenvaihdunnan tärkeimmistä lopputuotteista, ammoniakki, on myrkyllinen aine. Se neutraloidaan:

• erittämällä ammoniumsuoloja munuaisten kautta;
• muuntaminen myrkyttömäksi ureaksi;
• sitoutuminen α-ketoglutaarihapon kanssa glutamaattiin;
• sitoutuminen glutamaattiin glutamiinisyntetaasi-entsyymin vaikutuksesta glutamiiniksi.

Aikuisilla typpiaineenvaihdunnan tuotteet erittyvät virtsaan, pääasiassa vähämyrkyllisenä ureana, jota maksasolut syntetisoivat. Aikuisilla urea muodostaa 80 % erittyvän typen kokonaismäärästä. Vastasyntyneillä ja lapsilla ensimmäisten elinkuukausien aikana urean prosenttiosuus on pienempi (20–30 % virtsan kokonaistypestä). Alle 3 kuukauden ikäisillä lapsilla erittyy 0,14 g/(kg • vrk) ureaa, 9–12 kuukauden ikäisillä lapsilla 0,25 g/(kg • vrk). Vastasyntyneillä merkittävä osa virtsan kokonaistypestä on virtsahappoa. Alle 3 kuukauden ikäiset lapset erittävät 28,3 mg/(kg • vrk) ja aikuiset 8,7 mg/(kg • vrk) tätä happoa. Sen liiallinen pitoisuus virtsassa aiheuttaa munuaisten virtsahappoinfarkteja, joita havaitaan 75 %:lla vastasyntyneistä. Lisäksi pienen lapsen keho erittää proteiinityppeä ammoniakin muodossa, jota virtsassa on 10–15 % ja aikuisella 2,5–4,5 % kokonaistypestä. Tämä selittyy sillä, että lapsilla maksan toiminta ei ole vielä kehittynyt riittävästi ensimmäisten kolmen elinkuukauden aikana, joten liiallinen proteiinikuormitus voi johtaa myrkyllisten aineenvaihduntatuotteiden esiintymiseen ja niiden kertymiseen vereen.

Kreatiniini erittyy virtsaan. Erittyminen riippuu lihasjärjestelmän kehityksestä. Keskoset erittävät 3 mg/kg kreatiniinia päivässä, täysiaikaiset lapset 10–13 mg/kg ja aikuiset 1,5 g/kg.

Proteiiniaineenvaihdunnan häiriö

Proteiiniaineenvaihdunnan häiriöihin perustuvista synnynnäisistä sairauksista merkittävä osa on aminoasidopatioita, jotka perustuvat niiden aineenvaihduntaan osallistuvien entsyymien puutteeseen. Tällä hetkellä on kuvattu yli 30 erilaista aminoasidopatiaa. Niiden kliiniset ilmenemismuodot ovat hyvin vaihtelevia.

Suhteellisen yleinen aminoasidopatioiden ilmentymä on neuropsykiatriset häiriöt. Neuropsykiatrisen kehityksen viivästyminen eriasteisena oligofreniana on tyypillistä monille aminoasidopatioille (fenyyliketonuria, homokystinuria, histidinemia, hyperammonemia, sitrullinemia, hyperprolinemia, Hartnupin tauti jne.), minkä vahvistaa niiden korkea esiintyvyys, joka ylittää kymmeniä ja satoja kertoja väestön yleisyyden.

Kouristusoireyhtymää esiintyy usein aminoasidopatiaa sairastavilla lapsilla, ja kouristuksia esiintyy usein ensimmäisten elinviikkojen aikana. Koukistajalihasten kouristuksia havaitaan usein. Ne ovat erityisen tyypillisiä fenyyliketonurialle ja esiintyvät myös tryptofaanin ja B6-vitamiinin (pyridoksiini) aineenvaihduntahäiriöiden, glysinoosin, leuksinoosin, prolinurian jne. yhteydessä.

Usein lihastonuksen muutoksia havaitaan hypotension (hyperlysinemia, kystinuria, glysinoosi jne.) tai päinvastoin hypertension (leusinoosi, hyperurikemia, Hartnupin tauti, homokystinuria jne.) muodossa. Lihastonuksen muutokset voivat ajoittain lisääntyä tai vähentyä.

Viivästynyt puheenkehitys on histidinemian tyypillistä. Näköhäiriöitä esiintyy usein aromaattisten ja rikkiä sisältävien aminohappojen aminoasidopatioissa (albinismi, fenyyliketonuria, histidinemia), pigmentin kertymisessä alkaptonuriassa ja linssin sijoiltaanmenossa homokystinuriassa.

Ihomuutokset aminoasidopatioissa eivät ole harvinaisia. Pigmentaatiohäiriöt (primaariset ja sekundaariset) ovat tyypillisiä albinismille, fenyyliketonurialle ja harvemmin histidinemialle ja homokystinurialle. Fenyyliketonuriassa havaitaan auringonvalon sietokyvyn heikkenemistä ilman rusketusta. Pellagroidiho on tyypillistä Hartnupin taudille ja ekseema fenyyliketonurialle. Hiusten haurautta havaitaan arginiini-sukkinaattiaminoasiduriassa.

Ruoansulatuskanavan oireet ovat hyvin yleisiä aminohappoasidemiassa. Syömisvaikeudet, usein oksentelu, ovat tyypillisiä glysinoosille, fenyyliketonurialle, tyrosinoosille, sitrullinemialle jne. lähes syntymästä lähtien. Oksentelu voi olla kohtauksellista ja aiheuttaa nopeaa nestehukkaa ja uneliaisuutta, joskus kooman kouristuksilla. Korkean proteiinipitoisuuden yhteydessä oksentelu lisääntyy ja tihenee. Glysinoosiin liittyy ketonemiaa ja ketonuriaa sekä hengitysvajausta.

Usein arginiini-sukkinaattiaminoasiduriassa, homokystinurian, hypermetioninemian ja tyrosinoosin yhteydessä havaitaan maksavaurioita, jopa kirroosin kehittymiseen asti, johon liittyy portaalihypertensio ja ruoansulatuskanavan verenvuoto.

Hyperprolinemiaan liittyy munuaisoireita (hematuria, proteinuria). Veriarvojen muutoksia voidaan havaita. Hyperlysinemialle on tyypillistä anemia, ja glysinoosille leukopenia ja trombosytopatia. Homokystinuria voi lisätä verihiutaleiden aggregaatiota ja johtaa tromboemboliaan.

Aminohappojen liikatuotanto voi ilmetä vastasyntyneellä (leukinoosi, glykinoosi, hyperammonemia), mutta tilan vaikeusaste yleensä kasvaa 3–6 kuukaudella johtuen sekä aminohappojen että niiden heikentyneen aineenvaihdunnan tuotteiden merkittävästä kertymisestä potilailla. Siksi tämä sairausryhmä voidaan perustellusti luokitella varastointisairauksiksi, jotka aiheuttavat peruuttamattomia muutoksia ensisijaisesti keskushermostossa, maksassa ja muissa järjestelmissä.

Aminohappojen aineenvaihdunnan häiriintymisen ohella voidaan havaita proteiinisynteesin häiriintymiseen perustuvia sairauksia. Tiedetään, että jokaisen solun tumassa geneettinen informaatio sijaitsee kromosomeissa, joissa se koodataan DNA-molekyyleihin. Tämä informaatio välittyy kuljetus-RNA:n (tRNA) avulla, joka kulkeutuu sytoplasmaan, jossa se muunnetaan lineaariseksi aminohapposekvenssiksi, joka on osa polypeptidiketjuja, ja proteiinisynteesi tapahtuu. DNA:n tai RNA:n mutaatiot häiritsevät oikean rakenteen omaavien proteiinien synteesiä. Tietyn entsyymin aktiivisuudesta riippuen seuraavat prosessit ovat mahdollisia:

1. Lopputuotteen muodostumisen puute. Jos tämä yhdiste on elintärkeä, seurauksena on kuolema. Jos lopputuote on elämälle vähemmän tärkeä yhdiste, nämä tilat ilmenevät heti syntymän jälkeen ja joskus myöhemmin. Esimerkki tällaisesta häiriöstä on hemofilia (antihemofiilisen globuliinin synteesin puute tai sen alhainen pitoisuus) ja afibrinogenemia (fibrinogeenin alhainen pitoisuus tai puuttuminen verestä), jotka ilmenevät lisääntyneenä verenvuotona.
2. Välimetaboliittien kertyminen. Jos ne ovat myrkyllisiä, kliinisiä oireita kehittyy esimerkiksi fenyyliketonuriassa ja muissa aminoasidopatioissa.
3. Pienemmistä aineenvaihduntareiteistä voi tulla suuria ja ylikuormitettuja, ja normaalisti muodostuneet metaboliitit voivat kertyä ja erittyä epätavallisen suurina määrinä, esimerkiksi alkaptonuriassa. Tällaisia sairauksia ovat hemoglobinopatiat, joissa polypeptidiketjujen rakenne muuttuu. Tällä hetkellä on kuvattu yli 300 epänormaalia hemoglobiinia. Näin ollen tiedetään, että aikuisen hemoglobiinityyppi koostuu neljästä polypeptidiketjusta aapp, jotka sisältävät aminohappoja tietyssä järjestyksessä (α-ketjussa - 141 ja β-ketjussa - 146 aminohappoa). Tämä koodataan 11. ja 16. kromosomissa. Glutamiinin korvaaminen valiinilla muodostaa hemoglobiini S:n, jossa on α2-polypeptidiketjuja, hemoglobiini C:ssä (α2β2) glysiini korvautuu lysiinillä. Koko hemoglobinopatiaryhmä ilmenee kliinisesti spontaanina tai tekijöiden aiheuttamana hemolyysinä, muuttuneena affiniteettina hemin hapen kuljetusta kohtaan ja usein suurentuneena pernana.

Verisuoni- tai verihiutaleiden von Willebrand -tekijän puutos aiheuttaa lisääntynyttä verenvuotoa, joka on erityisen yleistä Ahvenanmaan ruotsalaisväestössä.

Tähän ryhmään tulisi kuulua myös erilaisia makroglobulinemiatyyppejä sekä yksittäisten immunoglobuliinien synteesin häiriöitä.

Siten proteiiniaineenvaihdunnan häiriöitä voidaan havaita sekä sen hydrolyysin ja imeytymisen tasolla ruoansulatuskanavassa että väliaineenvaihdunnan tasolla. On tärkeää korostaa, että proteiiniaineenvaihdunnan häiriöihin liittyy yleensä muuntyyppisten aineenvaihduntojen häiriöitä, koska lähes kaikki entsyymit sisältävät proteiinikomponentin.

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