Проявления дефицита и избытка незаменимых аминокислот

Аминацидемия приводит к выделению этих аминокислот с мочой – к аминоацидурии.

Уменьшение содержания аминокислот в крови может быть при недостаточном поступлении белка с пищей или усиленном синтезе белка (например, при избытке соматотропного гормона).

Как избыток, так и недостаток отдельных аминокислот может привести к очень тяжелым последствиям (смотри таблицу № 12). Тяжелая клиника развивается при дефиците метионина. Метионин содержит такие активные группировки, как СН₃ (метильная группа) и SH (сульфгидрильная группа).

Последствия дефицита метильных групп (аметилеза).

Схема № 4 показывает роль метильных группировок:

СН₃ 1. метилирование и тем обезвреживание

токсических веществ (дезинтоксикация).

2. синтез адреналина.

3.образование холина образование корнитина

образование ацетилхолина

образование лецитина

Корнитин способствует окислению жирных кислот.

Лецитин: 1. Необходим для синтеза липопротеидов в печеночных клетках. При дефиците лецитина не образуются липопротеиды и поэтому жир и холестерин не могут выводиться из печеночных клеток. Кроме того, дефицит корнитина ведет к ослаблению окисления жира. Поэтому развивается жировая трансформация печени.

2. Лецитин способствует образованию липопротеидов высокой плотности и снижает образование липопротеидов низкой плотности. Поэтому при его дефиците возникает наклонность к атеросклерозу.

3. Лецитин входит в состав сурфактанта, покрывающего внутреннюю поверхность альвеол и тем препятствующего ателектазу (склеиванию альвеол).

Значит при дефиците групп СН₃ возникает:

1. Наклонность к интоксикации.

2. Брадикардия и другие симптомы дефицита адреналина.

3. Жировая трансформация печени.

4. Наклонность к атеросклерозу.

5. Склонность к развитию ателектаза легких.

Роль групп SH показана на схеме № 5:

1. Входят в состав окислительных ферментов.

SH 2. Входят в состав ферментов, влияющих на синтез ДНК.

3. Являются холинорецепторами (захватывают ацетилхолин) в холинергических синапсах нервной системы.

Отсюда последствия дефицита SH групп:

1. Снижение окислительных процессов.

2. Нарушение синтеза ДНК и отсюда – размножения клеток. Поэтому развивается лейкопения, анемия.

3.Ослабляется передача нервных импульсов через синапсы.

по неспецифическому пути

Распад аминокислот может идти

по специфическому пути

Неспецифический путь – это потеря основных группировок –аминогруппы (переаминирование (трансаминорование), дезаминирование) и карбоксильной группы (декарбоксилирование).

При переаминировании аминогруппа переносится с любой аминокислоты на кетокислоту без освобождения аммиака:

NH₂ NH₂

R₁ COOH + R₂ – COOH R₁ – COOH + R₂ COOH

аминокислота кетокислота кетокислота аминокислота

Переаминирование может обеспечить образование, тех аминокислот, содержание которых в пище недостаточно за счёт имеющихся в избытке других аминокислот. В организме человека аминокислоты в основном отдают аминогруппу альфа-кетоглутаровой кислоте. Образуется глютаминовая кислота, которая дезаминируется с образованием аммиака и опять – альфа-глутаровой кислоты. Процесс идет в таком направлении потому, что в обычных условиях другие аминокислоты дезаминироваться не могут. Они дезаминируются только при сдвиге рН в кислую сторону. Глютаминовая же кислота дезаминируется при нормальном рН (см. схему № 6):

Любая аминокислота – NH₂ кетокислота сгорит в цикле Кребса

Альфа-кетоглутаровая + NH₂ глютаминовая кислота

кислота

Глютаминовая кислота - NH₂ альфа-кетоглутаровая кислота

При усиленном дезаминировании образуется много аммиака, поэтому в крови увеличивается количество азотистых шлаков – развивается азотемия.

NH₂

R COOH R - COOH + NH₃

аминокислота кетокислота

При декарбоксилировании аминокислот образуются биогенные амины, обладающие высокой биологической активностью.

NH₂

R COOH R - NH₃ + СО₂

аминокислота

Так, из гистидина образуется гистамин, из триптофана – серотонин, из глютаминовой кислоты – гаммааминомасляная кислота (ГАМК - медиатор торможения в нервной системе) и т.д.

При ослаблении любого пути распада аминокислот их содержание в крови нарастает, стимулируется другой путь распада. Так, если ослаблены процессы дезаминирования, то происходит усиленное декарбоксилирование и интоксикация организма биогенными аминами.

Специфический путь распада аминокислот разный для каждой аминокислоты и может нарушаться по разным причинам – наследственная энзимопатия, дефицит фермента за счет недостатка того или иного витамина и т.д.

Примеры:

1. Нормально – 90% ф.а

Фенилаланин +ОН Тирозин Тироксин

-NH₃ Меланин

Фенилпировиноградная -СО₂ Катехоламины

кислота

Амин Гомогентизиновая

Фенилуксусная кислота

кислота

СО₂ + Н₂О

Фенилаланин (обычно 90% его) окисляется с образованием тирозина, из которого за счет специфических путей образуются тироксин, меланин, катехоламины (адреналин и норадреналин).

Если нарушено это окисление фенилаланина (наследственный аутосомно-ресессивный дефект – отсутствие нужного фермента), то концентрация фенилаланина в плазме высокая, развивается фенилкетонурия. Тормозится всасывание в ЖКТ других аминокислот, нарушается синтез нужных белков. У таких детей отмечается отставание в психическом развитии, хорея, склонность к гипопигментации и экземе. Как правило, дети погибают очень рано (в первые несколько лет жизни) из-за присоединения вторичной инфекции.

2.В связи с тем, что триптофан редко вовлекается в реакции переаминирования и дезаминорования, поэтому при специфическом обмене триптофана из него образуется серотонин, никотиновая кислота и ряд промежуточных продуктов, которые в высокой концентрации обладают токсическим действием (например, может нарушаться синтез инсулина).