Curs 12 – Fiziopatolologia metabolismului proteic - OvidiusMD

CURS 12
FIZIOPATOLOGIA METABOLISMULUI PROTEINELOR
CAPITOLE
I. Homeostazia proteinemiei
II. Modificări cantitative ale proteinemiei
III. Disproteinemiile
IV. Paraproteinemiile
V. Alterarea metabolismului aminoacizilor
VI. Alterare metabolismului purinelor
I. HOMEOSTAZIA PROTEINEMIEI
Proteinemia totala (concentratia proteinelor plasmatice) = 6-8 g%
Principalele fracţiuni proteice sunt:
albuminele (60%)
globulinele (40%) cuprind:
α 1 - globuline (3-6%) – ex: α1 antitripsină, α1 antichimotripsină
α 2 - globuline (6-12%) – ex.: antitrombina III (AT-III), ceruloplasmina, v
eritropoietina, α2 haptoglobina
β- globuline (9-15%) – ex.: transferina, fibrinogenul, factorul XII, proteina C
reactivă
γ- globuline (15-21%) – ex. : majoritatea imunoglobulinelor, lizozimul
Sinteza proteinelor plasmatice (15 g/zi) se realizeaza in:
ficat: albuminele, globulinele, factorii coagularii cu exceptia F VIII
plasmocite: imunoglobulinele
rinichi: renina, eritropoietina
celulele intestinale: apoproteinele unor fractiuni lipoproteice
glandele endocrine: hormonii polipeptidici (PTH, h, pancreatici)
II. MODIFICĂRILE CANTITATIVE ALE PROTEINEMIEI
1. HIPOPROTEINEMIA = ↓ concentraţiei proteinelor plasmatice
a. RELATIVA
- apare in in starile insotite de hemodilutie:
• perfuzii masive
• retentia hidrosalina (IRA faza de stare, IC congestiva)
- ↓ hematocritul
b. ABSOLUTA
Cauze:
⇒ pierderi de proteine
• pe cale renala: sindromul nefrotic
• pe cale digestiva: enteropatia exudativa
• la nivel cutanat: plasmoragia din arsuri
1

⇒
⇒
• la nivelul aparatului respirator: bronsiectazii
↓ sintezei proteice
• primara (determinata genetic)
• secundara unor carente de aminoacizi: inanitie, malabsorbtie
• secundara unor afectiuni hepatice cronice
↑ catabolismului proteic (în sânge ↑ compuşii azotaţi neproteici)
• ↑ nivelul hormonilor catabolizanti: DZ, infectii, tumori
Consecinte:
⇒ ↓ presiunii oncotice ⇒ iesirea apei din patul vascular ⇒ edem +
hipovolemie
⇒ tulburari de coagulare
⇒ tulburari de transport plasmatic intoxicaţii medicamentoase
⇒ ↓ capacitatii de aparare a organismului
2. HIPERPROTEINEMIA = ↑ concentraţiei proteinelor plasmatice
a. RELATIVA
- apare în starile insotite de hemoconcentratie:
• depletia hidrosalina (transpiratii profuze, varsaturi severe, diaree, diabet
insipid, diabet zaharat etc.)
- ↑ hematocritul
b. ABSOLUTA
Cauze:
⇒ ↑ productiei de imunoglobuline in:
• infectii
• boli autoimune
• plasmocitom (mielom multiplu), boala Waldenstrom
• posibil in leucemia limfoida cronica si in limfoame paraproteinemie
• gamapatia idiopatica
paraproteinurie
Consecinte:
⇒ ↑ presiunii oncotice ⇒ atragerea apei din interstiu in patul vascular ⇒ rar,
hipervolemie
⇒ ↑ vascozitatii plasmei
⇒ ↓ sintezei altor fractii proteice ⇒ tulburari de transport, coagulare,
imunologice
III. DISPROTEINEMIILE = modificarea raportului dintre fractiuniile proteice, cu
alterarea raportului albumine/globuline. Proteinemia, de regulă, nu se modifică semnificativ
deoarece creşterea sintezei unor fracţiuni proteice este compensată prin scăderea sintezei altor
fracţiuni
Disproteinemia din inflamatia acuta
2

- Cauze: leziuni tisulare (infarctul miocardic, tumori, interventii chirurgicale, infectii,
colagenoze) declansarea reactiei de faza acuta ↑ sinteza proteinelor de fază acută
(α 1 -antitripsina, α 1 -antichimiotripsina, α 1 -orosomucoidul, α 2 -haptoglobina, α 2 -
ceruloplasmina, proteina C reactiva, fibrinogenul, componentele complementului)
- Caracteristici:
↓ albuminele
↑ α 1 - si α 2 -globulinele
Disproteinemia din inflamatia cronica
- este identica cu inflamatia acuta, la care se adauga ↑ γ -globulinelor (imunoglobuline)
Disproteinemia din bolile hepatice
- Cauze: hepatite cronice active, ciroza hepatica
deficit de sinteza a albuminelor datorită lezării hepatocitului
↑ productia de Ig datorita hiperreactivitatii tesutului reticuloendotelial hepatic
defect de degragarea hepatica a Ig
- Caracteristici:
↓ albuminele
↑ β si γ-globulinele
- aspect caracteristic al ELFO: apare "domul cirotic" - prin unirea virfurilor β si γ
- se asociaza cu hipoproteinemia
Disproteinemia din sindromul nefrotic
- Cauze: glomerulonefrite ↑ permeabilitatii filtrului glomerular proteinurie > 3,5
g/24 ore
- Caracteristici:
↓ albuminele si γ-globulinele (prin pierdere pe cale urinara + deficit de crestere
compensatarie a sintezei hepatice a albuminelor)
↑ α 2 - si β-globulinele (↑ compensator sinteza lor hepatica)
- se asociaza cu hipoproteinemia
Disproteinemia prin pierderea de proteine plasmatice pe cale digestiva
- Cauze: enteropatie exudativa (exudatie inflamatorie, dereglari ale sistemului limfatic)
pierderea digestivă neselectiva de proteine compensator ↑ sinteza α-globulinele
↑ degradarea intestinala a proteinelor flux ↑ de aminoacizi la nivel hepatic din care
o parte scapa in circulatie = hiperaminoacidurie
- Caracteristici:
↑ relativ α-globulinele
Disproteinemia prin defecte primare de sinteză
- Analbuminemia:
- conduce la EDEME
- compensator se dublează concentraţia globulinelor
- Atransferinemia→ANEMIE
- Deficitul de α1 antitripsină: BPCO cu emfizem pulmonar la vârste tinere
3

- Deficitul de ceruloplasmină (boala WILSON) – apar depozite patologice de cupru în
ţesuturi → tulburări nervoase, hemoliză, distrucţii renale, insuficienţă hepatică
- Disproteinemiile sistemului Ig: anomalii ale imunităţii umorale
IV. PARAPROTEINEMIILE
• pot fi: Ig complete sau lanţuri polipeptidice usoare (L) sau grele (H)
→ paraproteinuria Bence –Jones (L) în mielomul multiplu
• în macroglobulinemia Waldenström: IgM monoclonale
• paraproteinemia facultativă în LLC si limfoamele cu celule B
• crioproteinele: γ globuline ce precipita la temp. < 37°C →
Consecinte:
- cresc vâscozitatea sângelui
- agregă eritrocitele
- perturbă funcţia trombocitară
- alterează permeabilitatea peretelui vascular
- determină leziuni glomerulare
Manifestari: criopatie manifestata prin: crampe vasculare induse de expunerea la frig cu paloare,
cianoză, hiperemie reactivă dureroasă (sindrom Raynaud secundar), infarcte viscerale, peteşii,
purpură, tromboză vasculară retiniană, urticarie, cianoză, ulceraţii, necroze, gangrene
Observaţie:
Tipuri de crioproteine:
Tipul I este cauzat de anticorpi monoclonali nefuncţionali; se întâlneşte în plasmocitom şi limfoame maligne.
Tipul II se datorează unor anticorpi monoclonali orientaţi împotriva regiunii Fc a imunoglobulinelor.
Tipul III este forma cea mai frecventă şi se datorează unor anticorpi policlonali. Poate fi întâlnită în artrita
reumatoidă, lupus eritematos sistemic şi infecţii cronice (hepatita C).
V. ALTERAREA METABOLISMULUI AMINOACIZILOR
1. TULBURĂRI DE DEGRADARE ŞI DEPOZITARE
1.1. FENILCETONURIA
1.2. ALCAPTONURIA
1.3. ALBINISMUL
1.4. CISTINOZA
2. TULBURĂRI DE TRANSPORT
2.1. CISTINURIA
2.2. DIBAZICAMINOACIDURIA
2.3. BOALA HARTNUP
1. TULBURĂRI DE DEGRADARE ŞI DEPOZITARE
1.1. FENILCETONURIA (OLIGOFRENIA FENILPIRUVICĂ)
Definiţie: tulburare metabolică determinată genetic caracterizată prin:
• ↑ concentraţiei plasmatice a fenilalaninei
• ↑ eliminării ei urinare + a produşilor de catabolism:
o Ac. fenilpiruvic
o Ac. fenillactic
4

o Ac. fenilacetic
toxici pentru sistemul nervos → retardare mentală severă
Cauze (Fig. 1):
Scăderea sintezei fenilalanin-hidroxilazei (forma clasică)
Scăderea dihidropteridin-reductazei (cofactorul ei)
Figura 1. Cauzele fenilcetonuriei
Manifestări:
▪ leziuni cerebrale → retardare mentală severă prin:
• Scăderea AA necesari sintezei de proteine (blocarea transportului AA,
sechestrarea AA în celulele parenchimatoase, împiedicarea pătrunderii AA
la nivel cerebral)
• Scăderea sintezei de mielină
• Scăderea sintezei de dopamină, norepinefrină şi serotonină
• Alterarea formării/stabilizării poliribozomilor
• Scăderea sintezei de melanină: hipopigmentarea părului şi tegumentelor,
fotosensibilitate
↑ Concentraţiei plasmatice a fenilalaniei > 20 mg% în cazurile netratate
↑ Eliminării urinare a a cataboliţilor ei
↓ Concentraţiei plasmatice a altor AA: datorită inhibiţiei absorbţiei gastro-intestinale sau
blocării reabsorbşiei tubulare datorită excesului de fenilalanină
Tratament:
- restricţia aportului exogen de fenilalanină (diete hipoproteice, bogate în fructe, legume şi
cereale)
1.2. ALCAPTONURIA
5

ALCAPTONURIA
TYR
Acid homogentizinic
homogentizinic-oxidază
Urină: eliminare rapidă
Articulaţii: OCRONOZA →
artrită degenerativă
Acid maleilacetic
- artrită degenerativă cu leziuni cartilaginoase prin:
● Iritare chimică directă
● Inhibarea unor sisteme enzimatice implicate în metabolismul
colagenului
Figura 2. Alcaptonuria
1.3. ALBINISMUL
Definiţie: defect genetic la nivelul melanocitelor melanogeneză deficitară
Caracteristici:
Depigmentare tegumentară keratoze precanceroase
Depigmentare oculară fotofobie şi scăderea acuităţii vizuale
1.4. CISTINOZA
Definiţie:
Defect genetic (de carrier) ce determină acumularea lizozomală de cistină în
ţesuturi
Caracteristici:
Concentraţia plasmatică a cistinei este normală şi nu se elimină prin urină
3 variante clinice:
• Forma infantilă (severă) = acumularea renală a cistinei cu sindrom
Fanconi şi IR precoce
• Forma juvenilă (intermediară) = acumularea renală a cistinei cu sindrom
Fanconi şi IR precoce
• Forma adultă (benignă) = acumularea oculară a cistinei cu depigmentări
retiniene, depozite conjunctivale
2. TULBURĂRI DE TRANSPORT
2.1. CISTINURIA
Definiţie: tulburare cu transmitere autosomal recesivă caracterizată prin eliminare urinară
crescută de AA dibazici (Cistină, Ornitină, Lizină, Arginină), datorită scăderii reabsorbţiei lor
renale tubulare ± intestinale
Manifestări:
Determinate de creşterea excreţiei de cistină → calculoză:
• Renală
6

• Ureterală
• Vezicală
Determinarea calitativă a cistinuriei cu nitroprusiat de Na→coloraţie roşie în prezenţa
cistinei
2.2. DIBAZICAMINOACIDURIA
Definiţie: defect genetic de transport al Ornitinei (O), Lizinei (L), Argininei (A) (nu şi al cistinei)
la nivel renal şi intestinal
Manifestări:
Creşterea excreţiei O, L, A
Deficit de O şi A împiedicarea funcţiei ciclului ureogenetic hiperamoniemie
2.3. BOALA HARTNUP
Definiţie: deficit de transport renal şi intestinal al AA monoamino-monocarboxilici (ALA, SER,
PHE, LEU, ILEU, VAL, TYR, TRE, TRP, GLU, ASP, HYS)
Manifestări:
Aminoaciduria severă (5-10 x V.N.)
Deficitul de triptofan scăderea sintezei de niacină şi NAD sdr. clinic de pelagră:
• Dermatită
• Diaree
• Demenţă
VI. ALTERĂRILE METABOLISMULUI PURINELOR
1. METABOLISMUL NUCLEOTIDELOR PURINICE
Nucleotidele purinice (AMP, GMP, IMP) provin din 3 surse (Fig. 1):
Aport exogen
Turnover-ul normal al acizilor nucleici cu reutilizarea bazelor purinice (“calea de
salvare”)
Biosinteză de novo din riboză-5-P
Produsul final de catabolism = ACIDUL URIC
Valori normale:
1,5-6 mg% la femei
2,5-7,5 mg% la bărbaţi
Observatie:
Acidul uric este produsul final al metabolismului purinelor (Fig. 3).
Biosinteza de novo:
- formarea de 5-fosforibozil-1-pirofosfat (PRPP) din ribozo-5-fosfat şi ATP, reactie catalizată de
PRPP sintetază
- sinteza fosforibozilaminei, catalizată de amido-fosforiboziltransferază (locul de reglare a vitezei
sintezei purinelor, prin efectul feed-back negativ al IMP, GMP şi AMP)
„Calea de salvare”:
7

- 90% din cantitatea de adenină, guanină, hipoxantină este reutilizata servind la sinteza de AMP,
IMP şi GMP, prin intervenţia adenin-fosforibozil-transferazei şi hipoxantin-guanin-fosforiboziltransferazei
- restul de 10% sunt convertite în xantină şi, ulterior, în acid uric, de către xantin-oxidază
2. HIPERURICEMIA poate fi:
METABOLICĂ
RENALĂ
Figura 3. Biosinteza de novo şi „calea de salvare” a purinelor.
HIPERURICEMIA METABOLICĂ
Definiţie:
Creşterea producţiei de acid uric
Patogeneză:
Activarea sintezei de novo a nucleotidelor purinice prin:
• Creşterea concentraţiei i.c. de fosforibozilpirofosfat (PRPP) activarea sintezei
purinelor prin:
o Exces de substrat
o Activarea alosterică a amidofosoriboziltransferazei
8

o
Mutatii ale PRPP-sintetazelor → gută primară
Scăderea [AMP, GMP] i.c. scăderea inhibiţiei feedback a enzimei
amidofosoriboziltransferazei; în glicogenoza de tip 1: hipoglicemia→activarea
glicogenolizei, glicolizei, consumului de nucleotide
Scăderea reutilizării bazelor purinice pe “calea de salvare” prin:
• Deficit de hipoxantinguaninfosforiboziltransferază
o Deficitul genetic X-linkat caracterizat prin lipsa completă a enzimei sindromul
Lesch-Nyhan (hiperuricemie+tulburări neurologice+automutilare)
Creşterea turnover-ului acizilor nucleici determină hiperuricemiile secundare din:
• carcinoame, afecţiuni limfo- şi mieloproliferative (sindromul de liză tumorală)
• anemiile hemolitice
• policitemii
HIPERURICEMIE RENALĂ
La nivel renal, acidul uric este:
- filtrat glomerular
- reabsorbit în TP (reabsorbţie presecretorie)
- secretat în TP
- reabsorbit în TD (reabsorbţie postsecretorie).
Hiperuricemia renală poate să apară prin:
-↓ FG: rinichi polichistic, diuretice, insuficienta corticosuprarenala, diabet insipid nefrogen
- ↑ reabsorbţiei tubulare: diuretice, ICSR, DI nefrogen
-↓ secreţiei: cetoacidoza diabetică, acidoza lactică (excesul de acizi organici produce o inhibiţie
competitivă a excreţiei de acid uric)
↓ FG: rinichi polichistic, diuretice, ICSR, DI nefrogen
FG
Acidul uric
↑ Reabs în TP
(presecretorie)
↑ reabs: diuretice,
ICSR, DI nefrogen
↓Secreţiei
în TP
Reabs în TD
(postsecretorie))
↓ secreţiei:
cetoacidoza diabetică,
acidoza lactică
Figura 4. Hiperuricemia renală.
9

GUTA
Definiţie: răspuns inflamator la formarea cristalelor de acid uric datorită hiperuricemiei
Se manifestă ca:
Artrite inflamatorii acute recurente prin acumularea crescută a cristalelor de
uraţi la nivelul sinovialei şi a cartilajului articular
Depozitarea cristalelor de urat în ţesutul subcutanat, cu formarea tofilor gutoşi
Ac. uric
sistemul
kininelor
Vd
DURERE
EDEM
urat monosodic
activarea C
atragerea N
LB4
fagocitat de
MACROFAGELE
sinoviale
TNF α
IL1, IL8
PGE 2
Răspuns inflamator:
-autolimitativ
-strict localizat
-cu distrugeri celulare minime
↑ molec de adeziune
Figura 5. Răspunsul inflamator în gută
Observatie:
Acidul uric este un acid slab, ionizat la pH-ul normal al organismului. Se găseşte în sânge şi ţesuturi sub forma
ionului urat (urat monosodic), care poate precipita la nivelul sinovialei şi a cartilajului articular sau în ţesutul
subcutanat.
Reducerea solubilităţii uratului se datorează:
• temperaturii scăzute
• scăderii albuminelor/glicozaminului
• scăderea pH-ului
• traumatismelor.
Depunerea cristalelor la nivel articular este favorizată de:
- alcool (favorizează metabolismul nucleotidelor purinice)
- obezitate
- unele medicamente (diuretice)
- plumb (în concentraţii mari)
Patogeneza acceselor de gută:
- Sunt declanşate prin eliberarea cristalelor în spaţiul articular se produc prin următoarele
mecanisme:
10

• Fagocitarea cristalelor de uraţi de către macrofage → determină ruperea
membranelor lizozomale → eliberarea proteazelor lizozomale în lichidul sinovial
+ citokine proinflamatorii (TNF alfa, IL1, IL8)
• citokinele→↑moleculelor de adeziune şi atrag neutrofilele
• Activarea secundară a sistemului kininelor şi complementului → inflamaţie acută
locală autolimitativă şi cu distrucţii minime
- Răspunsul inflamator este autolimitativ, strict localizat, datorită următorilor factori:
• Creşterea temperaturii, fluxul lichidian → solubilizarea cristalelor
• Acoperirea cristalelor cu proteine→suprafeţe mai puţin inflam.
• Macrofagele care sunt responsabile de:
- secreţia de citokine antiinfl (TGF β)
- fagocitarea eficientă a cristalelor
stres metabolic
deshidratare
Poliartrite cronice
erozive
AINS (↓PGl)) Colchicina
-
+
-
GCC
ARTRITĂ GUTOASĂ
-
r. infl.
ARTICUL: lichid, sinov,
cartilaj
PODRAGA
semne inflam locale
semne inflam sistem.
±limfangită
Huricemie
asimptomatică
ac. uric→urat→pp cristale
TOFI GUTOŞI
sc, tendoane, degete, ureche
Limitarea mişcărilor articulare
Deformări
Compresiuni nervoase
Drenaj exterior
Calculi renali:
Oxalat/
fosfat de Ca
Figura 6. Manifestările hiperuricemiei.
Manifestările hiperuricemiei:
Hiperuricemia asimptomatică: uneori toată viaţa
Artritele oligoarticulare (podagra)
Tofii gutoşi
Poliartritele cronice erozive
Nefrolitiaza
Artritele oligoarticulare (podagra)
- reprezinta cea mai frecventă manifestare
- artrita inflamatorie a primei articulaţii metatarsofalangiene (cea mai traumatizată în timpul
mersului, temperatură mai scăzută)
- circumstanţe de apariţie: stresuri metabolice, deshidratare, suprasolicitare
mecanică/traumatisme articulare
11

- semne inflamatorii locale: durere, roşeaţă, tumefiere, creşterea temperaturii locale
- limfangită
- semne inflamatorii sistemice: leucocitoză, febră, creşterea VSH
- examinarea lichidului articular: cristale de urat monosodic
- medicamente ce reduc durata crizei de gută:
antiinflamatoarele nesteroidiene: scad sinteza de prostaglandine
colchicina: reduce migrarea neutrofilelor
glucocorticoizii: scad activarea celulelor mielomonocitare
Tofii gutoşi
- depozitarea cristalelor de urat în ţesutul subcutanat
- localizare: de-alungul tendoanelor, pe faţa externă a pavilionului urechii, degete
- consecinţe:
- limitarea mişcărilor articulare
±deformări groteşti
- compresiuni nervoase
drenaj extern
Poliartritele cronice erozive
- hiperuricemie severa cronica
- artrite inflamatorii persistente, de intensitate redusă → remodelarea sinovialelor → deformaţii
articulare
Nefrolitiaza
Cauze:
• creşterea concentraţiei de urat în plasmă şi urina primară
• aport redus de lichide
Consecinte:
→ urină concentrată + pH scăzut (diete bogate în proteine) → precipitarea uratului în ductele
colectoare→obstrucţia lumenului→nefropatie gutoasă →evoluţie spre IRA
- dimensiunile calculilor: grăunte de nisip→calculi coraliformi
- conţinut: urat monosodic±oxalat de calciu, fosfat de calciu
Pseudoguta: formarea cristalelor de pirofosfat de calciu→reacţie inflamatorie
- diagnostic diferenţial cu GUTA
12