II раздел

«МЕТАБОЛИЗМ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ БИООРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ: БЕЛКОВ, ЖИРОВ, УГЛЕВОДОВ, НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ»

7. Азотистый баланс организма и его регуляция. Суточная потребность в белках. Их биологическая ценность. для взрослого человека (массой 70 кг) была установлена норма белков 100-120 г при энергозатратах 2 500 ккал ( 12000 кДж - умственный труд, механизированный физический труд). При этом учитывается ряд условий: климатические, род профессии, пол, возраст, условия труда. При выполнении тяжелой физической нагрузки норма белка увеличивается; на каждые дополнительные 500 ккал добавляется 10 г. Дети до 12 лет должны получать минимально 50-70 г белка в сутки, а от 12 до 15 лет - суточную норму взрослого человека..

Биологическая ценность белков обусловлена наличием в низ незаменимых аминокислот, их соотношением с заменимыми, перевариваемостью ферментами в пищеварительной системе. Для оценки качества пищевых белков имеет значение наличие в них фракций антипротеаз, антивитаминов и аллергизирующих факторов.

Различают биологически ценные (полноценные) и менее ценные (неполноценные) белки. Первые содержат все незаменимые аминокислоты. Состав менее ценных белков дефицитен по одной или нескольким аминокислотам.

чем ближе аминокислотный состав принимаемого пищевого белка к аминокислотному составу белков тела, тем выше его биологическая ценность. Следует отметить, что степень усвоения пищевого белка зависит также от эффективности его распада под влиянием ферментов желудочно-кишечного тракта.

О состоянии обмена белков в организме судят по азотистому балансу, т.е. разнице между количеством азота, поступающего в организм, и количеством азота, выводимого из организма ( с мочой и калом) в виде конечных продуктов обмена. Возможны три состояния азотистого баланса. Положительный азотистый баланс - состояние, при котором количество поступающего азота превышает количество выводимого из организма. ( для детского «возраста, беременности, периода лактации, периода выздоровления людей после перенесенных тяжелых заболеваний, спортсменов в период интенсивной тренировки). При таком состоянии азотистого баланса синтетические процессы превалируют над процессами распада белков органов и тканей. Отрицательный азотистый баланс - состояние, при котором количество азота, выделяемого из организма, превышает количество азота, принимаемого с пищей в течение суток. ( при голодании (частичном или полном), белковой недостаточности, тяжелых раневых и инфекционных заболеваниях, в норме в старческом возрасте.) Азотистое равновесие - состояние, при котором количество вводимого с пищей азота равно количеству азота, выводимого из организма. Главным фактором поддержания азотистого равновесия служит адекватное поступление белка с пищей.

Сложный процесс А. о. регулируется на молекулярном, клеточном и тканевом уровнях. Регуляция А. о. в целом организме направлена на приспособление интенсивности А. о. к изменяющимся условиям окружающей и внутренней среды и осуществляется нервной системой как непосредственно, так и путем воздействия на железы внутренней секреции.

8. Охарактеризуйте функции белков в организме.Что такое полноценные белки? Патологии белкового питания. Функции белков в организме.Белки, входящие в состав организма человека, отличаются большим разнообразием состава, структуры, местом расположения и соответственно функциями. Белки выполняют следующие функции в организме: 1. Каталитическая или ферментативная функция. Одна из основных функций белков. В настоящее время известно свыше 2000 различных ферментов, которые являются биологическими катализаторами и ускоряют все биохимические процессы в организме. Практически все они являются по своей химической природе белками. 2. Структурная или пластическая функция. Еще одна из важнейших функций белков. Мембраны всех клеток и субклеточных единиц представляют собой бислой: белки и фосфолипиды, т.е. белки играют большую роль в формировании всех клеточных структур. Эту функцию выполняют, например следующие белки: кератин – составляет основу волос и ногтей, коллаген – главный белок соединительной ткани. 3. Сократительная функция. Важным признаком жизни является подвижность, в основе которой лежит данная функция белков, таких как актин и миозин – белки мышц. Кроме мышечных сокращений к этой функции относят и изменение форм клеток и субклеточных частиц. 4. Транспортная функция. Перенос различных веществ по крови и в пределах клетки. Например, альбумины переносят по крови ВЖК, лекарственные вещества, билирубин; гемоглобин переносит кислород и углекислый газ, другие белки транспортируют липиды, стероиды, витамины и т.д. 5. Защитная функция. В процессе эволюции в организме выработан механизм узнавания и связывания «чужих» молекул с помощью белков-антител, которые являются белковой фракцией гамма-глобулинов; кроме этого ряд белков, например, альбумины обезвреживают ядовитые вещества (ВЖК и билирубин) в крови; белки свертывающей (фибриноген, протромбин и др.) и противосвертывающей системы предотвращают свертывание крови в нормальных условиях и наоборот образуют сгустки крови при повреждениях сосудов. 6. Регуляторная функция. Среди молекул-регуляторов важное место принадлежит регуляторам белковой природы, таким как гормоны, 50% которых имеют белковую природу; белки-гистоны, кислые белки играют роль в регуляции процесса трансляции в биосинтезе белка; белки крови альбумины играют большую роль в создании и поддержании онкотического и осмотического давления крови; белки входя в состав белковой и гемоглобиновой буферных систем участвуют в поддержании рН крови и т.д. 7. Рецепторная функция.Избирательное связывание различных регуляторов-гормонов, биогенных аминов, простогландинов, медиаторов, циклических мононуклеотидов, протекает с помощью белков-рецепторов на мембранах клетки. 8. Опорная или механическая функция.Прочность соединительной, хрящевой и костной ткани за счет белков – коллагена, эластина, фибронектина. 9. Энергетическая функция. 1 г. белка, окисляясь до конечных продуктов – мочевины, углекислого газа и воды, дает 4,1 ккал энергии. Биологически полноценными называются те белки, в которых в достаточном количестве содержатся все аминокислоты, необходимые для синтеза белка животного организма. В состав полноценных белков, необходимых для роста организма, входят следующие незаменимые аминокислоты: лизин, триптофан, треонин, лейцин, изолейцин, гистидин, аргинин, валин, метионин, фенилаланин. Из этих аминокислот могут образоваться другие аминокислоты, гормоны и т. д. Из фенилаланина образуется тирозин, из тирозина путем превращений — гормоны тироксин и адреналин, из гистидина — гистамин. Метионин участвует в образовании гормонов щитовидной железы и необходим для образования холина, цистеина и глютатиона. Он необходим для окислительно-восстановительных процессов, азотистого обмена, усвоения жиров, нормальной деятельности головного мозга. Лизин участвует в кроветворении, способствует росту организма. Триптофан также необходим для роста, участвует в образовании серотонина, витамина РР, в тканевом синтезе. Лизин, цистин и валин возбуждают сердечную деятельность. Малое содержание цистина в пище задерживает рост волос, увеличивает содержание сахара в крови. 9. Переваривание белков в пищеварительном тракте. Характеристика ферментов. На начальном этапе переваривания белковой пищи происходит образование пищевого кома путем измельчения корма в ротовой полости и смачивания его слюной . Далее пищевой ком поступает в желудок(у жвачных в сычуг) , где он подвергается действию кислых эндопептидаз желудочного сока (пепсин, желатиназа, ренин (химозин)), гидролизующих пептидные связи между ароматическими и гидрофобными аминокислотами. Все протеиназы желудочного сока в активном центре содержат декарбоновую аспаргиновую кислоту и синтезируются в виде зимогенов (неактивных форм) главными клетками желудка и так поступают в просвет желудка. Активирование зимогенов и превращение их в активные формы ферментов происходит под действием кислой среды желудка.В качестве активатора пепсина выступает соляная кислота, которая синтезируется обкладочными клетками желудка. Источником ионов хлора для соляной кислоты служит NaCl, а ионов Н⁺-протоны водорода, которые образуются в обкладочных клетках при окислительно-восстановительных реакциях в цикле Кребса. Превращение пепсиногена в пепсин происходит либо спонтанно (при рН 2 и ниже), либо катализируется пепсином. На это тратится всего несколько секунд. Определяющую роль в этом процессе играет наличие двух остатков аспартата в активном центре фермента. Для ферментативной активности пепсина один его остаток должен находиться в ионизированной, а другой –в неионизированной форме ; это определяет оптимум рН для пепсина между 2 и 3 . Каталитическая активность пепсина проявляется в гидролизе пептидных связей, образованных аминогруппами ароматических аминокислот (тирозин, триптофан). По аналогии с пепсином ренин также первоначально синтезируется в виде зимогена клетками слизистой сычуга у молодых жвачных животных, который затем превращается в ренин при рН < 5 . В присутствии ионов кальция ренин стимулирует превращение казеиногена в казеин молока. Ферменты желудочного сока совместно разрушают практически все белки, которые поступают в желудок. Особенно ценна коллагеназная активность этих ферментов, которая позволяет разрушать коллаген, а следовательно, большинство соединительных тканей, за исключением кератинов шерсти, фиброинов шелка, муцинов слизи, некоторых белков костей и хрящей .Так как с пищей в желудок поступают белки, как простые, так и сложные (нуклеопротеиды, глико- и липопротеиды, хромопротеиды), при их гидролизе в желудке образуются продукты их распада- нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды, альбумозы, олигопептиды и частично-свободные аминокислоты. 10. Переваривание белков в желудке. Характеристика ферментов. Особенности переваривания белков в желудке у детей. 1) в желудочном соке содержится активный фермент пепсин. 2) благодаря наличию в желудочном соке свободной соляной кислоты для действия пепсина создается оптимальная среда (рН 1,5–2,5). Соляная к-та переводит неактивный пепсиноген в активный пепсин, создает оптимальную среду для действия пепсина; в присутствии соляной кислоты происходят набухание белков, частичная денатурация и, возможно, гидролиз сложных белков. Кроме того, соляная кислота стимулирует выработку секретина в двенадцатиперстной кишке, ускоряет всасывание железа и оказывает бактерицидное действие. Пепсин, катализирующий гидролиз пептидных связей, образованных остатками ароматических аминокислот, расщепляет практически все природные белки. Исключение составляют некоторые кератины, протамины, гистоны и мукопротеины. При их гидролизе образуются различного размера пептиды и, возможно, небольшое число свободных аминокислот.Известны две группы пептидаз: экзопептидазы, катализирующие разрыв концевой пептидной связи с освобождением одной какой-либо концевой аминокислоты, и эндопептидазы, преимущественно гидролизующие пептидные связи внутри полипептидной цепи. Эндопептидазы Пепсин. Пепсин вырабатывается в главных клетках слизистой оболочки желудка в неактивной форме – в виде пепсиногена. Активация его осуществляется соляной кислотой (медленная) и аутокаталитически в присутствии соляной кислоты (быстрая). При этом с N-конца отщепляются пять пептидов и ингибитор пепсина - щелочной пептид. При активации происходит изменение конформации молекулы и формирование активного центра, куда входят СООН-группы двух остатков аспарагиновой кислоты. Пепсин действует при значениях pH от 1,5 до 2,5 с максимумом при рН=1,8. Кроме пепсина в желудочном соке содержится фермент гастриксин, проявляющий протеолитическую активность при pH 3,'0-4,0 (Максимум 3,2). По-видимому, он начинает переваривание белков. В желудочном соке грудных детей (и маленьких жвачных животных) содержится фермент реннин . Действует при pH 3,7-4,0. Фермент имеет большое значение для переваривания белков у грудных детей, т.к. катализирует створаживание молока, т.е. превращение растворимого казеиногена в присутствии ионов Са2+ в Hepастворимый казеин.Три другие важные эндопептидазы: трипсин, химотрипсин и эластаза, а также одна экзопептидаза – карбоксипептидаза, участвующие в дальнейшем после действия пепсина в переваривании белков, синтезируются в поджелудочной железе. Другие экзопептидазы – аминопептидазы – секретируются в клетках слизистой оболочки кишечника и также активируются трипсином. 11. Образование соляной кислоты в желудке. Роль соляной кислоты в переваривании белков. Белки, поступающие в желудок, стимулируют выделение гистамина и группы белковых гормонов - гастринов (см. раздел 11), которые, в свою очередь, вызывают секрецию НСI и профермента - пепсиногена. НСI образуется в обкладочных клетках желудочных желёз. Источником Н⁺ является Н₂СО₃, которая образуется в обкладочных клетках желудка из СО₂, диффундирующего из крови, и Н₂О под действием фермента карбоангидразы (карбонатдегидра-тазы):Н₂О + СО₂ → Н₂СО₃ → НСО₃^- + H⁺ Диссоциация Н₂СО₃ приводит к образованию бикарбоната, который с участием специальных белков выделяется в плазму в обмен на С1^-, и ионов Н⁺, которые поступают в просвет желудка путём активного транспорта, катализируемого мембранной Н⁺/К⁺-АТФ-азой. При этом концентрация протонов в просвете желудка увеличивается в 10⁶ раз. Ионы С1^- поступают в просвет желудка через хлоридный канал. Концентрация НСl в желудочном соке может достигать 0,16 М, за счёт чего значение рН снижается до 1,0-2,0. Приём белковой пищи часто сопровождается выделением щелочной мочи за счёт секреции большого количества бикарбоната в процессе образования НСl. Под действием НСl происходит денатурация белков пищи, не подвергшихся термической обработке, что увеличивает доступность пептидных связей для протеаз. НСl обладает бактерицидным действием и препятствует попаданию патогенных бактерий в кишечник. Кроме того, соляная кислота активирует пепсиноген и создаёт оптимум рН для действия пепсина. При различных заболеваниях ЖКТ в желудке нарушается выделение НСl и пепсиногена, при этом переваривание белков заметно снижается. Наиболее часто встречаются патологические изменения кислотности желудочного сока. Нарушение образования пепсина отмечают реже и выявляют при более значительных поражениях желудка. Определение кислотности желудочного сока используют для диагностики различных заболеваний желудка. Повышенная кислотность желудочного сока обычно сопровождается изжогой, диареей и может быть симптомом язвы желудка и двенадцатиперстной кишки, а также гиперацидного гастрита. Пониженная кислотность бывает при некоторых видах гастритов. Полное отсутствие НСl и пепсина (желудочная ахилия) наблюдается при атрофических гастритах и часто сопровождается пернициозной анемией вследствие недостаточности выработки фактора Касла и нарушения всасывания-витамина В₁₂ . Анацидность (рН желудочного сока >6,0) свидетельствует о значительной потере слизистой оболочкой желудка обкладочных клеток, секретирующих соляную кислоту, что часто вызывает рак желудка. 12. Переваривание белков в кишечнике. Желудочное содержимое (химус) в процессе переваривания поступает в двенадцатиперстную кишку. Низкое значение рН химуса вызывает в кишечнике выделение белкового гормона секретина, поступающего в кровь. Этот гормон в свою очередь стимулирует выделение из поджелудочной железы в тонкий кишечник панкреатического сока, содержащего НСО₃^-, что приводит к нейтрализации НСl желудочного сока и ингибированию пепсина. В результате рН резко возрастает от 1,5-2,0 до ∼7,0. Поступление пептидов в тонкий кишечник вызывает секрецию другого белкового гормона - холецистокинина, который стимулирует выделение панкреатических ферментов с оптимумом рН 7,5-8,0. Под действием ферментов поджелудочной железы и клеток кишечника завершается переваривание белков. Трипсин вырабатывается в виде трипсиногена, который активируется в двенадцатиперстной кишке энтерокиназой и аутокаталитически. Энтерокиназа секретируется клетками слизистой двенадцатиперстной кишки в неактивной форме — в виде киназогена. Он активируется клеточными протеазами лизосом и самим трипсином. Активация трипсиногена происходит путем отщепления с N- конца гексапептида, при этом изменяется N-концевая аминокислота (у трипсиногена валин, у трипсина - изолейцин). С-конец, вероятно, замкнут циклически. После отщепления гексапептида происходит спирализация полипептидной цепи и конформационные изменения, приводящие к формированию активного центра, в который входят остатки серина и гистидина. Трипсин - эндопептидаза, расщепляет пептидные связи, образованные карбоксильными группами основных аминокислот (лизина, аргинина). Для предотвращения активации профермента в железе, что вызвало бы протеолиз других ферментов и самого органа, здесь и» крови содержатся ингибиторы трипсина. Химотрипсин вырабатывается в виде химотрипсиногена. полипептидная цепь которого замкнута циклически. Активируется трипсином путем расщепления пептидной связи между 15 и 16 аминокислотными остатками. В результате формационных изменений формируется активный центр, в который входят радикалы серина и гистидина. Образуется самая активная форма фермента (пи)-химотрипсин. Далее от него отщепляется дипептид (14-15 аминокислотные остатки) и образуется 5-химотрипсин с меньшей протеолитической активностью. От него отщепляется еще дипептид, в результате чего образуется а-химотрипсин с еще меньшей активностью, т.е. идет деградация самой молекулы фермента. Химотрипсин - эндопептидаза, расщепляет пептидные связи, образованные карбоксильными группами ароматических аминокислот, а также триптофана, лейцина и метионина с любыми другими аминокис лотами. Таким образом, и трипсин и химотрипсин, как и пепсин, обладают групповой_относительной специфичностью. а, карбоксипептидаза вырабатывается в виде прокарбоксипептидазы. Активируется трипсином с отщеплением большей части молекулы. Простетической группой фермента является цинк. Это экзопептидаза, отщепляет С-концевую аминокислоту. Есть две формы фермента: А отщепляет с С-конца ароматические и другие аминокислоты, кроме основных и пролина, В - основные аминокислоты. Эластаза вырабатывается в виде проэластазы, активируемой трипсином. Расщепляет эластин и коллаген соединительной ткани. Расщепляет пептидные связи, в образовании которых принимают участие гидрофобные аминокислоты (пролин, аланин), а также глицин, серин. 13. Роль соляной кислоты, кислотность желудочного сока и его изменение при патологическом состоянии. В полости желудка: 1) стимулирует секреторную активность желез желудка; 2) способствует превращению пепсиногена в пепсин путем отщепления ингибирующего белкового комплекса; 3) создает оптимальную кислотность для действия протеолитических ферментов желудочного сока; 4) вызывает денатурацию и набухание белков (что способствует их расщеплению ферментами) ; 5) обеспечивает антибактериальный эффект секрета; 6) участвует в осуществлении механизма перехода пищи из желудка в двенадцатиперстную кишку, раздражая хеморецепторы ее слизистой оболочки; 7) участвует в регуляции секреции желудочных и поджелудочных желез, стимулируя образование гастроинтестинальных гормонов (гастрина, секретина) ; 8) возбуждает секрецию фермента энтерокиназы энтероцитами слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки; 9) участвует в створаживании молока; 10) стимулирует моторную активность желудка. Кислотность желудочного сока связана с наличием в нем различных неорганических (HCl, кислые фосфаты) и органических (оксо-, окси-, амино-, нуклеиновые, жирные кислоты и т.д.) кислот. В связи с этим выделяют понятие общая кислотность желудочного сока. Основная причина кислотности желудочного сока связана с наличием в нем соляной кислоты. Соляная кислота в желудочном соке находится в свободном и в связанном (с белками и продуктами их переваривания) состоянии. Согласно карбоангидразной теории, источником Н⁺ для HCl является Н₂СО₃, которая об­разуется в обкладочных клетках желудка из СО₂ и Н₂О под действи­ем карбоангидразы: Н₂О + СО₂ → Н₂СО₃ Н₂СО₃ диссоциирует на бикарбонат, который выделяется в плазму крови в обмен на С1^-, и Н⁺, который активно переносится Н⁺/К⁺-АТФ-азой в просвет желуд­ка в обмен на К⁺. При этом в просвете желудка кон­центрация Н⁺ увели­чивается в 10⁶ раз, концентрация НС1 достигает 0,16 М, а значения рН снижается до 1,0-2,0. При максимальной активности обкладочные клетки могут продуцировать до 23 ммоль HCl в час. Синтез HCl - аэробный процесс, требующий большого количества АТФ, поэтому при гипоксии он снижается. 14. Современные представления о механизме всасывания аминокислот. Происходит путем активного транспорта, т.е. идет с затратой АТФ, против градиента концентрации с участием переносчиков. Выяснено, что существуют специфические транспортные системы, переносящие аминокислоты определенного строения: 1. Нейтральные с небольшим радикалом. 2. Нейтральные с объемным радикалом. 3. Кислые (отрицательно заряженные). 4. Основные (положительно заряженные). 5. Пролин. В настоящее время расшифрован механизм транспорта аминокислот в клетки кишечника, мозга, почек, получивший название у- глутамильного цикла. В нем участвуют 6 ферментов и трипептид глутатион) Ключевой фермент - гаммаглутамилтрансфераза (ГГТ) локализован в мембране. Он отщепляет глутаминовую кислоту от глутатиона и переносит ее на поступающую в клетку аминокислоту с образованием дипептида. Он оказывается в клетке и расщепляется другим ферментом цикла на аминокислоту и оксопролин. Через ряд реакций оксопролин превращается в глутаминовую кислоту. Из нее, цистеина и глицина, выделившихся при расщеплении глутатиона, происходит ресинтез глутатиона, при этом на активацию каждой аминокислоты затрачивается АТФ, т.е. на ресинтез глутатиона — 3 АТФ. 15. Внутриклеточный обмен белков. Катепсины, их локализация, мех-м действия, регуляция активности. 16. Процессы гниения белков в толстом кишечнике и мех-м обезвреживания токсических продуктов. Процессу гниения в толстом кишечнике под действием ферментов гнилостной микрофлоры подвергаются не полностью расщепившиеся белки и отдельные аминокислоты. При гниении белков образуется большое количество газообразных и негазообразных нередко токсичных веществ. К продуктам гниения белков относятся CO₂, CH₄, NH₃, H₂S, меркаптаны, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, диамины, вещества циклической структуры. Диамины образуются при декарбоксилировании диаминокислот лизина и орнитина

Диамины могут выводиться из кишечника или обезвреживаться в печени При гниении белков могут образовываться токсичные циклические продукты. Гниение тирозина ведёт к появлению крезола и фенола, гниение триптофана сопровождается образованием скатола и индола.

Продукты гниения белков чрезвычайно токсичны, по системе vena porta, они поступают в печень, где подвергаются процессам обезвреживания. 17. Общие пути обмена аминокислот. Дезаминирование, трансаминирование. Значение работ А.А.Браунштейна для определения путей превращения аминокислот. Общие пути  превращения аминокислот включают реакции дезаминирования, трансаминирования, декарбоксилирования, биосинтеза и рацемизации. Реакции рацемизации характерны только для микроорганизмов, физиологическая роль которой заключается в синтезе D-изомеров аминокислот для построения клеточной оболочки.

·        Дезаминирование ( отщепление аминогруппы) – существует четыре типа реакций, катализируемых своими ферментами:

1.     Восстановительное дезаминорование ( +2H⁺)

2.     Гидролитическое дезаминированиие (+H₂О)

3.     Внутримолекулярное дезаминирование

4.     Окислительное дезаминирование (+1/2 О₂)

Во всех случаях  NH₂- группа аминокислоты высвобождается в           виде аммиака. Помимо аммиака продуктами дезаминирования являются жирные кислоты, окикислоты и кетокислоты. Для животных тканей, растений и большинства микроорганизмов преобладающим типом реакций является окислительное дезаминирование аминокислот, за исключением гистидина, который подвергается внутримолекулярному дезаминированию.

Кроме перечисленных четырех типов реакций и катализирующих их ферментов в животных тканях и печени человека открыты также три специфических фермента (серин- и треониндегидратазы и цистатионин-γ- лиаза), катализирующих неокислительное дезаминирование серина, треонина и цистеина. Они требуют присутствия пиридоксаль-фосфата в качестве кофермента. Конечными продуктами реакции являются пируват и α- кетобутират, аммиак и сероводород.

·        Трансаминирование – реакции межмолекулярного переноса аминогруппы (NH₂) от аминокислоты на α-кетокислоту без промежуточного образования аммиака (глутамат+ пируват =

α-кетоглутарат + аланин). Впервые эти реакции были открыты в 1937г. А.Е. Браунштейном и М.Г. Крицман. Реакции трансаминирования являются обратимыми и универсальными для всех живых организмов, они протекают при участии специфических ферментов – аминотрансфераз (трансамниназ). Теоретически реакции возможны между любой амино- и кетокислотой, но наиболее интенсивно они протекают, если один из партнеров представлен дикарбоновой амино- или кетокислотой. В переносе амниогруппы активное участие принимает кофермет трансминаз – пиридоксальфосфат (производное витамина В₆). Для реакций трансаминирования характерен общий механизм. Ферменты реакции катализируют перенос аминогруппы не на α -кетокислоту, а на  кофермент; образовавшееся промежуточное соединение (шиффово основание) подвергается внутримолекулярным превращениям, приводящим к освобождению α-кетокислоты и пиридоксамнофосфата. Последний на втолрой стадии реагирует с любой другой α-кетокислотой, что через те же стадии приводит к синтезу новой аминокислоты и пиридоксальфосфата. 18. Общие пути обмена аминокислот. Декарбоксилирование. Биогенные амины, роль, распад. Декарбоксилирование, отщепление (элиминирование) СО2 от карбоксильной группы карбоновых кислот RCOOH. При нагревании такой кислоты с натронной известью образуются углеводород RH и СО2. Карбоновые кислоты, такие как циануксусная CNCH2COOH, малоновая CH2(COOH)2, отщепляют CO2 прн простом нагревании. Щавелевая кислота при действии концентрированной H2SO4 образует СО, CO2 и воду, а муравьиная кислота - CO2 и H2. Д. ароматических кислот происходит при нагревании и хинолине в присутствии порошка меди Ферментативное Д. играет важную роль в процессах обмена веществ. Д. аминокислот происходит под воздействием декарбоксилаз, коферментом которых является преимущественно фосфопиридоксаль. Д. аминокислот широко распространено у микроорганизмов, в частности у бактерий, входящих в состав микрофлоры кишечника животных и человека. Д. ряда аминокислот в тканях животных приводит к образованию аминов биогенных (гистамина, серотонина, а также g-амино-масляной кислоты, таурина и норадреналина). Д. a-кетокислот осуществляется под влиянием декарбоксилаз, коферментом которых является тиаминпирофосфат. Д. (окислительное) пировиноградной и a-кетоглутаровой кислот у животных и растений играет большую роль в трикарбоновых кислот цикле. В клетках микроорганизмов возможно Д. пировиноградной кислоты без доступа кислорода, например при спиртовом брожении. Биогенные амины — вещества, обычно образующиеся в организме животных или растений из аминокислот при их декарбоксилировании (удалении карбоксильной группы) ферментами декарбоксилазами и обладающие высокой биологической активностью. К биогенным аминам относятся дофамин, норадреналин и адреналин (синтезируются изначально из аминокислоты тирозина), серотонин, мелатонин и триптамин (синтезируются из триптофана) и многие другие соединения. В организме животных многие биогенные амины выполняют роль гормонов и нейромедиаторов. Разлагаются в организме при участии ферментов аминоксидаз. 19. Образование и обезвреживание аммиака в организме. Образование аммиака. 1. За счет дезаминирования аминокислот 2. При распаде пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. 3. Инактивация биогенных аминов с участием ферментов моноаминооксидаз. 4. В кишечнике а качестве продукта жизнедеятельности микробной микрофлоры (при гниении белков в кишечнике Дезаминирование - процесс отщепления от аминокислот аминогрупп с образованием свободного аммиака. Дезаминирование в организме человека протекает в 2 вариантах: 1 В виде прямого дезаминирования 2 В виде непрямого дезаминирования (трансдезаминирование). Прямое дезаминирование аминокислот в свою очередь на разных уровнях организации живых объектов встречается в 4 основных вариантах:   а) окислительное дезаминирования   б) внутримолекулярное дезаминирование   в) гидролитическое дезаминирование г) восстановительное дезаминирование

В клетках человека работают только 2 из перечисленных: окислительное и внутримолекулярное дезаминирование. Глютоматдегидрогиназа является регуляторным ферментом, т.е. аллостерическим. Ее активность угнетается по аллостерическому механизму высокими концентрациями АТФ в клетке и наоборот повышаеться при уменьшении концентрации и увеличении концентрации АДФ. За счет работы этого регуляторного механизма скорость процесса трансдезаминирования контролируется энергетическим статусом клетки. Если энергии в клетки недостаточно, скорость процесса возрастает. При хорошем обеспечении клетки энергией расщепление аминокислот тормозиться. обезвреживание аммиака в организме Аммиак, образующийся в клетках различных органов и тканей в свободном состоянии не может переносится кровью к печени или к почкам в виду его высокой токсичности. Он транспортируется в эти органы в связанной форме в виде нескольких соединений, но преимущественно в виде амидов дикарбоновых кислот, а именно глютамина и аспаргина. Наибольшую роль в системе безопасного транспорта аммиака играет глютамин. Он образуется в клетках периферических органов и тканей из аммиака и глутомата в энергозависимой реакции катализируемой ферментом глутаминсинтетазой. В виде глутамина аммиак переносится в печень или в почки где расщепляется до аммиака и глутомата в реакции катализируемой глутаминазой. Требуется энергия АТФ. Концентрация глутомина в крови на несколько порядков выше чем других аминокислот. Вторая реакция Ферменты мочевинообразования в полном объеме имеются только в печени. Основным органом где происходит обезвреживание аммиака является несомненно печень. В ее гепатоцитах до 90% образовавшегося аммиака превращается в мочевину, которая с током крови поступает из печени в почки и затем выводиться с мочой. В норме в сутки с мочой выводиться 20-35 гр мочевины. Небольшая часть образующегося в организме аммиака (примерно 1гр в сутки) выводится почками с мочой в виде аммонийных солей. Аммиак образуется везде. 20. Глутамин и аспаргин; химическая природа, образование, роль. Глутамин - нейтральное нетоксичное соединение, способное легко проходить через клеточные мембраны. В виде этой аминокислоты аммиак транспортируется в крови. Участия в синтезе белка, источник азота в биосинтезе гистидина, глюкозамина, пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. С кровью поступает в печень и почки,где под действием фермента глутаминазы превращается в глутамат и аммиак. При участии аспарагиназы также происходит образование аммиака из аспарагина. Клетки почек поглощают из циркулирующей крови глутамин. Фермент глутаминаза в почках катализирует гидролиз глутамина с образованием глутамата и аммиака.

Образующийся глутамат может в дальнейшем подвергаться дезаминированию при участии глутаматдегидрогеназы. Таким образом, из одной молекулы глутамина всего может образоваться две молекулы аммиака. Аспарагин аналогичным образом подвергается гидролизу при участии аспарагиназы, присутствующей в клетках канальцев почек.

Благодаря аминокислоте аспаргин (аспаргиновая кислота) повышается работоспособность мозга и неврологическая активность. Аспаргиновая кислота часто входит в состав комплексных препаратов, содержащих также таурин и триптофан.  Формула аспаргинасодержит карбоксамидные группы.

Среди основных свойств аспаргина следует выделить:

• Ускоряет процессы получения энергии из углеводов;

• Входит в состав антител и иммуноглобулинов;

• Снижает содержание аммиака в организме после тренировочных занятий;

• Повышает общую работоспособность;

• Облегчает работу печени по выведению из организма метаболитов медпрепаратов;

• В углеводном катаболизме аспарагин принимает непосредственное участие.

При необходимости, аспаргин следует употреблять в количестве 3 грамм, разделенном на три приема. Курс с использованием вещества чаще всего продолжается в течение от 3 до 5 недель.