Rối loạn chuyển hóa protid

Rối loạn chuyển hóa protid bao gồm rối loạn tổng hợp protid trong tổ chức và rối loạn chuyển hóa protid huyết tương. Có nhiều nguyên nhân dẫn tới tình trạng tăng giảm protid bất thường như đói, bệnh lý về gan, thiếu enzym,...

1.1 Tăng acid amin niệu là rối loạn tái hấp thu ở ống thận

Hầu hết các acid amin đều tham gia cấu trúc của các polypeptid, protein trong cơ thể. Lượng nhỏ acid amin ở dạng tự do trong máu, lượng này quan trọng vì tế bào cơ thể sử dụng trực tiếp. Đa số các acid amin lọc tự do qua cầu thận rồi được tái hấp thụ gần hết tại ống uốn gần theo cơ thể vận chuyển tích cực qua các thụ thể đặc hiệu. Sự tái hấp thu acid amin tại ống thận diễn ra theo nhóm như sự hấp thu acid amin tại niêm mạc ruột. Tăng acid amin niệu là loại di truyền theo kiểu tự thân lặn, có thể không có những dấu hiệu bệnh lý như trong iminoglycin niệu, acid amin dicarboxylic niệu, hoặc có xuất hiện triệu chứng lâm sàng đôi khi rất nặng như trong lysin niệu (chậm phát triển về trí tuệ và thể chất, lên cơn co giật), histidine niệu (chậm phát triển trí tuệ), cystin niệu (sỏi cystin ở thận).

Cystin niệu là rối loạn bẩm sinh hay gặp nhất là do thiếu sót sự di truyền về thụ thể tại ống thận, trong đó nhận lysine, ornithine và arginine niệu vì những acid amin này được tái hấp thu lại theo cùng một nhóm. Cystine là một acid amin ít hòa tan nhất, trong nước tiểu cystine có độ hòa tan tối đa vào khoảng 300mg/L. Bệnh nhân đồng hợp tử gen bệnh có thể tiết 600-1800mg cystine hình lục giác trong nước tiểu, dễ gây hình thành sỏi thận.

Hội chứng Fanconi có thể di truyền, hoặc mắc phải phải do bị ngộ độc kim loại nặng như thủy ngân, chì, trong đó acid amin niệu chỉ là một triệu chứng ít quan trọng hơn so với các triệu chứng khác như glucose niệu, phosphat niệu, bicarbonat niệu và acid uric niệu.

1.2 Rối loạn chuyển hóa của acid amin do tình trạng thiếu enzym

Có một vài bệnh lý di truyền gây rối loạn chuyển hóa acid amin do thiếu enzym như thiếu phenylalanin hydroxylase gây tăng phenylalanine máu, thiếu fumarylacetoacetat hydrolase gây tăng tyrosin máu. Điển hình là chứng tăng phenylalanin máu. Trẻ em bị bệnh chậm phát triển về trí tuệ, lúc mới sinh còn bình thường, sau đó trở nên đần độn. Xét nghiệm sàng lọc phenylalanin máu cho trẻ sơ sinh có khả năng phát hiện sớm chứng này và giúp điều trị hiệu quả bằng chế độ ăn giảm phenylalanin.

Protid trong huyết tương có khoảng 70-80g/l cùng với hơn 100 các chất khác nhau, trong đó chủ yếu là globulin (20-30g/L) và albumin (40-50g/L). Protid huyết tương có nguồn gốc chủ yếu là gan. Trong đó gan tạo ra 85% globulin, 95% albumin và các loại khác như yếu tố đông máu, fibrinogen, bổ thể. Một phần protid huyết tương bắt nguồn từ các mô khác như kháng thể, hormon.

Vai trò của protid trong huyết tương:

• Tạo ra áp lực thẩm thấu keo (pk) trong lòng mạch. Vai trò này chủ yếu là do albumin quyết định nhờ có nồng độ cao và tạo áp lực mạnh (mỗi gam albumin tạo ra áp lực là 5,54mmHg, trong khi đó 1 gam globulin chỉ tạo ra được 1,43mmHg). Do vậy, khi giảm protid huyết tương sẽ xuất hiện triệu chứng toàn thân (phù do giảm pk máu).
• Tham gia cân bằng và điều hòa acid bazơ (hệ protein/proteinat).
• Tham gia bảo vệ cơ thể chống nhiễm trùng (kháng thể, bổ thể).
• Vận chuyển các chất trong máu (ceruloplasmin vận chuyển đồng, transferrin vận chuyển sắt)
• Tham gia vào cơ chế đông máu (các yếu tố đông máu)
• Chứa nhiều hoạt chất quan trọng khác như hormone hay enzyme.

Protid huyết tương được coi như là một dạng protid dự trữ. Bình thường có một số lượng protid huyết tương được tiết vào lòng ruột và được tiêu hóa như là một protid thức ăn rồi tái hấp thu trở lại dưới dạng acid amin. Albumin có thời gian bán thoái hóa là 16-20 ngày, của globulin là 8-10 ngày. Một vài rối loạn tiêu hóa đặc biệt đó là bệnh viêm ruột xuất tiết làm cho mất nhiều protid huyết tương.

Giảm protid huyết tương là một tình trạng bệnh lý rất hay gặp trên lâm sàng và do nhiều nguyên nhân gây nên, hay gặp nhất đó là bệnh lý gan thận. Tăng protid huyết tương rất hiếm gặp, và thường là tăng giả do tình trạng cô đặc máu liên quan đến mất nước. Do vậy, cần lưu ý đến tình trạng chuyển hóa nước khi xác định lượng protid huyết tương.

2.1 Giảm protid huyết tương

Giảm protid huyết tương phản ánh tình trạng giảm khối lượng protid trong cơ thể, 1 gam protid huyết tương tương đương với 30 gam protid của cơ thể. Nguyên nhân thường gây giảm protid huyết tương thường do:

• Giảm bổ sung protid vào huyết tương:
  • Thiếu protid trong thức ăn: thiếu về lượng như ăn nhiều bột, ít thịt cá hoặc thiếu về chất như chỉ ăn protid thực vật có giá trị sinh học thấp.
  • Giảm ăn như sau phẫu thuật hoặc bị hôn mê.
  • Rối loạn tiêu hóa và hấp thu protid như trong viêm tụy mạn, tiêu chảy,...
  • Giảm tổng hợp protid do các bệnh lý về gan như xơ gan, viêm gan mạn tính,...
• Mất protid huyết tương ra bên ngoài cơ thể có thể gặp trong các bệnh lý như bỏng nặng (mất qua da), viêm ruột xuất tiết (mất qua đường tiêu hóa), hội chứng thận hư (mất qua đường tiết niệu).
• Tăng sử dụng protid huyết tương do sốt kéo dài, ưu năng tuyến giáp hoặc ung thư giai đoạn cuối.

Giảm protid huyết tương thường dẫn tới phù toàn thân do giảm áp lực thẩm thấu, giảm áp lực keo. Mức độ phù tùy thuộc chủ yếu vào lượng albumin trong máu. Khi albumin giảm xuống dưới 30g/L bệnh nhân sẽ có biểu hiện phù trên lâm sàng. Đối với trẻ em, giảm protid huyết tương khiến cho trẻ chậm lớn, người lớn sụt cân, vết thương chậm tái tạo, suy nhược cơ thể và thiếu máu.

2.2 Thay đổi thành phần protid huyết tương

Nguyên nhân làm thay đổi thành phần protid huyết tương bao gồm:

• Giảm albumin trong mọi trường hợp có giảm protid huyết tương.
• Tăng alpha-globulin trong những tình trạng viêm như hoại tử tổ chức như nhồi máu cơ tim hoặc trong bệnh thận nhiễm mỡ, viêm gan. Tăng alpha-globulin dẫn tới làm tăng độ quánh của máu, tăng tốc độ lắng máu.
• Tăng beta-globulin trong hội chứng ứ mật, thiểu năng tuyến giáp, tăng lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL).
• Tăng gamma-globulin trong những trường hợp có tăng tạo kháng thể như u tương bào, nhiễm khuẩn.

Thay đổi thành phần protid huyết tương làm cho huyết tương dễ bị kết tủa khi cho phản ứng với muối của kim loại nặng, cơ chế rối loạn protid huyết tương chủ yếu là do giảm trạng thái phân tán ổn định của protid khi thiếu albumin trong mái. Nhưng những phản ứng này không đặc hiệu cho bệnh lý nguyên nhân và thường phản ánh chậm khi tình trạng bệnh đã tiến triển.

Cơ chế rối loạn sinh tổng hợp protid được chia thành nhiều loại, tuy nhiên chủ yếu là rối loạn ở gen cấu trúc hoặc gen điều hòa. Trong rối loạn gen cấu trúc, bản chất của protid được tạo thành đã bị biến tính dẫn tới chức năng không bình thường. Trong rối loạn về gen điều hòa, số lượng protid được tạo ra bị thay đổi nên cũng gây ra rối loạn chức năng.

3.1 Rối loạn về gen cấu trúc

Gen cấu trúc trong ADN với trình tự nghiêm ngặt các bộ ba nucleotide quyết định thứ tự các acid amin trong chuỗi polypeptide của protein. Mỗi acid amin tương ứng với một bộ ba nhất định. Chỉ cần thay đổi một acid amin trong chuỗi cũng đủ gây ra biến tính protid. Nguyên nhân acid amin thay đổi là do đột biến ở bộ ba nucleotide mã hóa cho acid amin tương ứng, ví dụ như trong bệnh hemoglobin S (bệnh hồng cầu hình liềm).

Hemoglobin A1 được cấu tạo bởi 4 nhóm hem kết hợp với 4 chuỗi polypeptid (bao gồm 2 chuỗi alpha và 2 chuỗi beta). Chuỗi alpha bao gồm 141 acid amin và chuỗi beta gồm có 146 acid amin. Tại vị trí số 6 của chuỗi polypeptid beta là acid glutamic, nếu bị thay thế bởi valin thì hemoglobin A1 sẽ trở thành hemoglobin S. Sai sót này là do đột biến tại gen cấu trúc, thymin bị thay bằng adenin làm cho bộ ba nucleotide CTC (mã cho acid glutamic) trở thành CAC (mã cho valin).

Hồng cầu mang HbS có hình dạng hình lưỡi liềm khi bị thiếu oxy, do vậy chúng khó di chuyển qua các mao mạch nhỏ dễ dẫn tới thiếu máu cục bộ và dễ vỡ gây thiếu máu. Dạng đồng hợp tử trong bệnh hồng cầu hình liều gây ra tình trạng bệnh nặng, thường gặp ở các nước châu Phi.

3.2 Rối loạn về gen điều hòa

Gen điều hoà có thể ức chế hoặc kích thích tổng hợp protid bằng cách tiết một chất kìm hãm. Nếu trạng thái hoạt động của gen điều hoà bị rối loạn thì dẫn tới sự thay đổi về mức độ sao chép từ gen cấu trúc làm tăng hoặc giảm số lượng protid được tổng hợp, ví dụ như trong bệnh hemoglobin F, số lượng hemoglobin F tăng cao trong máu trên khoảng 30%.

Tỉ lệ hemoglobin A1 (2 chuỗi alpha và 2 chuỗi beta) chiếm tới 97%, hemoglobin A2 (2 chuỗi alpha và 2 chuỗi delta) là 2%, và hemoglobin F (2 chuỗi alpha và 2 chuỗi gamma) chỉ có 1%. Gen mã hóa cho chuỗi alpha nằm trên nhiễm sắc thể số 16, các gen mã hóa cho các chuỗi beta, gamma và delta cùng nằm trên một nhiễm sắc thể số 11. Bình thường ở trong thời kỳ bào thai, gen mã hóa cho chuỗi beta bị ức chế, gen mã cho chuỗi gamma hoạt động mạnh nhất nên hemoglobin F là hemoglobin chính trong hồng cầu của thai nhi.

Hemoglobin F có ái lực cao đối với oxy giúp cho cơ thể thai nhi dễ dàng thu nhận oxy từ máu của mẹ, thích nghi với tình trạng bị thiếu oxy trong đời sống ở tử cung. Sau khi sinh, gen gamma bị ức chế, gen beta sẽ được giải ức chế, lúc này cơ thể giảm tạo hemoglobin F, tăng tạo hemoglobin A ở trẻ cho đến tháng thứ 6 thì tỉ lệ tương tự như người trưởng thành, phù hợp thích nghi với môi trường mới. Ở người bị bệnh hemoglobin F, do gen gamma không bị ức chế nên tiếp tục tạo hemoglobin F. Hồng cầu mang hemoglobin F dễ vỡ dẫn tới thiếu máu.

Tóm lại, protid là một thành phần quan trọng đối với sự sống. Rối loạn protid do nhiều nguyên nhân khác nhau thường là do các bệnh lý, là hậu quả của quá trình rối loạn tổng hợp,... và gây ra tình trạng nghiêm trọng. Người bệnh mắc rối loạn chuyển hóa protid cần được điều trị và chăm sóc tích cực, đặc biệt là ở những bệnh nhân có bệnh lý nền.