Hầu hết các acid amin tham gia cấu trúc của các polypeptid và protein trong cơ thể. Một lượng nhỏ acid amin ở dạng tự do trong máu, lượng này quan trọng vì tế bào cơ thể trực tiếp sử dụng. Ða số các acid amin được lọc tự do qua cầu thận rồi được tái hấp thu gần hết tại ống uốn gần theo cơ chế vận chuyển tích cực qua các thụ thể đặc hiệu. Sự tái hấp thu acid amin tại ống thận cũng diễn ra theo nhóm như sự hấp thu acid amin tại niêm mạc ruột. Tăng axid amin niệu xảy ra do (1) thụ thể bị bảo hòa, (2) có các chất cạnh tranh với thụ thể, hoặc (3) rối loạn cấu trúc và chức năng của thụ thể. Tăng acid amin niệu thường là di truyền theo kiểu tự thân lặn, có thể không có biểu hiện bệnh lý như trong iminoglycin niệu, acid amin dicarboxylic niệu, hoặc có triệu trứng lâm sàng đôi khi rất nặng như trong histidin niệu (chậm phát triển trí tuệ), lysin niệu (chậm phát triển về trí tuệ và thể chất, có cơn co giật), cystin niệu (sỏi cystin tại thận).
Kiểu rối loạn |
Tên rối loạn |
Loại acid amin niệu |
|
Từng acid amin Theo nhóm |
Histidin niệu Lysin niệu Cystin niệu Bệnh Harnup Iminoglycin niệu Acid amin dicarboxylic niệu |
Histidin, Lysin Cystin, lysin, ornithin, argininAcid amin trung tínhGlycin, prolin, hydroxyprolinAcit glutamic, acid asparticMọi acid amin |
Cystin niệu là loại rối loạn bẩm sinh thường gặp nhất do thiếu sót di truyền về thụ thể tại ống thận, trong đó còn nhận thấy cả lysin, ornithin và arginin niệu vì các acid amin này được tái hấp thu theo cùng một nhóm.
Cystin là loại acid amin ít hòa tan nhất, độ hòa tan tối đa trong nước tiểu vào khoảng 300mg/L. Bệnh nhân đồng hợp tử gen bệnh có thể tiết 600-1800mg cystin /ngày. Tăng cystin niệu có thể dẫn đến kết tủa tinh thể cystin hình lục giác trong nước tiểu, dễ gây hình thành sỏi thận.
Hội chứng Fanconi có thể do di truyền, hoặc mắc 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 so với các triệu chứng khác như glucose niệu, phosphat niệu, bicarbonat niệu, acid uric niệu.
Có một vài bệnh lý di truyền gây rối loạn chuyển hoá acid amin do thiếu enzym như thiếu phenylalanin hydroxylase gây tăng phenylalanin máu, thiếu fumarylacetoacetat hydrolase gây tăng tyrosin máu.
Ðiển hình là chứng tăng phenylalanin máu. Trẻ em bị bệnh chậm phát triển về trí tuê, lúc mới sinh còn bình thường, sau đó trở nên đần độn. Xét nghiệm sàng lọc phenylalanin máu cho trẻ sơ sinh có thể phát hiện sớm chứng này và giúp điều trị hiệu quả bằng chế độ ăn giảm phenylalanin.
Protid trong huyết tương vào khoảng 70--80g/L với hơn 100 chất khác nhau, trong đó chủ yếu là albumin (40-50g/L) và globulin (20-
30g/L). Nguồn gốc chủ yếu của protid huyết tương là gan. Gan tạo 95% albumin, 85% globulin và các loại khác như fibrinogen, yếu tố đông máu, bổ thể. Một phần protid huyết tương có nguồn gốc từ các mô khác như kháng thể, hormon.
(1) Tạo áp lực thẩm thấu keo (pk) trong lòng mạch. Vai trò này chủ yếu do albumin quyết định nhờ có nồng độ cao và tạo áp lực mạnh (mỗi gam albumin tạo một áp lực là 5,54 mmHg trong khi một gam globulin chỉ tạo 1,43 mmHg). Do vậy khi giảm protid huyết tương sẽ gây ra triệu chứng phù toàn thân (phù do giảm pk máu).
(2) Tham gia điều hòa cân bằng acid bazơ (hệ protein/proteinat). (3) Tham gia bảo bệ cơ thể chống nhiễm trùng (kháng thể, bổ thể). (4) Vận chuyển nhiều chất trong máu (ceruloplasmin vận chuyển đồng, transferrin vận chuyển sắt).
Protid huyết tương còn được xem là một dạng protid dự trử. Bình thường có một lượng protid huyết tương được tiết vào lòng ruột, được tiêu hóa như là một protid thức ăn rồi được tái hấp thu trở lại dưới dạng acid amin. Thời gian bán thoái hóa của albumin là 16-20 ngày, của globulin là 8-10 ngày. Một số rối loạn tiêu hóa, đặc biệt là bệnh viêm ruột xuất tiết gây mất nhiều protid huyết tương.
Giảm protid huyết tương là tình trạng bệnh lý thường gặp trên lâm sàng, do nhiều nguyên nhân gây ra, hay gặp là bênh lý gan thận. Tăng protid huyết tương rất hiếm gặp, thường là tăng giả do tình trạng cô đặc máu do mất nước. Do vậy khi biện luận về lượng protid huyết tương cần lưu ý đến tình trạng chuyển hóa nước.
Giảm protid huyết tương phản ánh tình trạng giảm khối lượng protid của cơ thể, một gam protid huyết tương đại diện cho 30 gam protid của cơ thể.
Thiếu protid trong thức ăn: thiếu về lượng như ăn nhiều bột, ít thịt cá, hoặc thiếu về chất như chỉ ăn protid thưc vật có giá trị sinh học thấp.
Rối loạn tiêu hóa và hấp thu protid như tiêu chảy, viêm tụy mạn... Giảm tổng hợp protid do bệnh lý gan như xơ gan.
(2) Mất protid huyết tương ra ngoài cơ thể, có thể gặp trong bệnh viêm ruột xuất tiết (mất qua đường tiêu hóa), hội chứng thận hư (mất qua đường tiết niệu), bỏng (mất qua da).
(3) Tăng sử dụng protid huyết tương do sốt kéo dài, ưu năng tuyến giáp (tăng chuyển hóa cơ sở) hoặc ung thư giai đoạn cuối.
(1) Phù toàn thân do giảm áp lực thẩm thấu keo máu. Mức độ phù phụ thuộc chủ yếu lượng albumin máu. Khi albumin dưới 30g/L có biểu hiện phù trên lâm sàng.
Tên thành phần Protid huyết tương |
Tỉ lệ % |
Tỉ lệ % gần đúng |
AlbuminAlpha-1-globulinAlpha-2-globulinBeta-globulinGamma-globulin |
56,9 4,25,1 0,97,6 1,710,1 1,320,2 3,3 |
60481216 |
(1) Giảm albumin trong mọi tường hợp có giảm prrotid huyết tương. (2) Tăng alpha-globulin trong viêm như viêm gan, hoại tử tổ chức như nhồi máu cơ tim, hoặc trong bệnh thận nhiễm mỡ. Tăng alpha- globulin dẫn đến tăng độ quánh của máu, tăng tốc độ lắng máu.
(3) Tăng beta-globulin trong hội chứng ứ mật, thiểu năng tuyến giáp, tăng lipoprotein tỷ trọng thấp (LDL).
Huyết tương dễ bị kết tủa khi cho phản ứng với muối của kim loại nặng, cơ chế chủ yếu là do giảm trạng thái phân tán ổn định của protid khi thiếu albumin. Nhưng các phản ứng này không đặc hiệu cho bệnh lý nguyên nhân và thường phản ảnh chậm khi bệnh đã rõ.
Tên phản ứng |
Chất phản ứng |
Kết quả phản ứng |
Takata Ara |
HgCl |
Kết tủa |
Welmann |
CaCl2 |
Lên bông |
Mac Lagan |
Thymol |
Ðục |
Kunkel |
ZnSO4 |
Kết tủa |
Wunderley |
CdSO4 |
Kết tủa |
Nội dung của rối loạn tổng hợp protid rất rộng, phần này chỉ nêu một vài rối loạn ở gen cấu trúc hoặc gen điều hòa. Trong rối loạn về gen cấu trúc, bản chất của protid được tạo thành bị biến tính do vậy chức năng không bình thường. Trong rối lọan về gen điều hòa, số lượng protid được tạo thành thay đổi nên cũng gây rối loạn chức năng.
Gen cấu trúc trong ADN với trình tự nghiêm ngặt các bộ ba nucleotid quyết định thứ tự các acid amin trong chuỗi polypeptid của protein. Mỗi acid amin ứng với một bộ ba nhất định. Chỉ cần thay đổi một acid amin cũng đủ gây biến tính protid. Acid amin thay đổi là do đột biến ở bộ ba nucleotid mã cho acid amin tương ứng. Ví dụ bệnh hemoglobin S (bệnh hồng cầu hình liềm).
Hemoglobin A1 cấu tạo bởi 4 nhóm hem kết hợp với 4 chuỗi polypeptid (2 chuỗi alpha và 2 chuỗi beta). Chuỗi alpha gồm 141 acid amin, chuỗi beta gồm 146 acid amin. Tại vị trí số 6 của chuỗi polypeptid beta là acid glutamic, nếu bị thay thể bởi valin thì hemoglobin A1 trở thành hemoglobin S. Sai sót này là do đột biến tại gen cấu trúc, thymin bị thay bằng adenin làm cho bộ ba nucleotid CTC (mã cho acid glutamic) trở thành CAC (mã cho valin).
HbA |
HbS |
|
DNA |
CTC |
CAC |
Chuỗi bêta |
Glu |
Val |
Hồng cầu mang HbS có dạng hình liềm khi bị thiếu oxy, khó di chyển qua các mao mạch nhỏ dễ gây thiếu máu cục bộ và dễ vỡ gây thiếu máu. Dạng đồng hợp tử gây bệnh nặng, thường gặp tại các nước châu Phi.
Gen điều hoà có thể kích thích hoặc ức chế tổng hợp protid bằng cách tiết một chất kìm hảm. Nếu hoạt động của gen điều hoà bị rối loạn thì có sự thay đổi về mức độ sao chép từ gen cấu trúc dẫn đến tăng hoặc giảm số lượng protid được tổng hợp.
Tỉ lệ hemoglobin A1 (2 chuỗi alpha và 2 chuỗi beta) là 97%, hemoglobin A2 (2 chuỗi alpha và 2 chuỗi delta) là 2%, hemoglobin F (2 chuỗi alpha và 2 chuỗi gamma) là 1%. Gen mã cho chuỗi alpha nằm trên nhiễm sắc thể số 16, các gen mã cho các chuỗi beta, gamma và delta cùng nằm trên nhiễm sắc thể số 11.
Bình thường khi còn trong thời kỳ bào thai, gen mã cho chuỗi beta bị ức chế, gen mã cho chuỗi gamma hoạt động mạnh nhất nên hemoglobin F là hemoglobin chính trong hồng cầu thai nhi.
Hemoglobin F có ái lực cao đối với oxy giúp cơ thể thai nhi dễ thu nhận oxy từ máu mẹ, thích nghi với tình trạng thiếu oxy trong đời sống ở tử cung. Sau khi sinh, gen gamma bị ức chế, gen bêta được giải ức chế, cơ thể giảm tạo hemoglobin F, tăng tạo hemoglobin A cho đến tháng thứ 6 thì tỉ lệ tương tự như người trưởng thành, phù hợp 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 gây thiếu máu.