Тимин О.А. Лекции по общей биохимии2020 (832729), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Этот процесс получил название гниение белков в кишечнике. При этом образуются продукты разложения аминокислот, представляющие собой как токсины (кадаверин, путресцин, крезол, фенол, скатол,индол, пиперидин, пирролидин, сероводород (H2S), метилмеркаптан (СН3SН)), так и нейромедиаторы (серотонин, гистамин, октопамин, тирамин).Гниение белков также активируется при снижении перистальтики кишечника (запоры).Cеротонин влияет на мозговое кровообращение, изменяя тонус сосудов, и участвует в патогенезе мигрени. Октопамин вызывает изменения на ЭЭГ, хлопающийтремор, извращение сна.
Тирамин способен провоцировать гипертензию.biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2020г)107Д Е Т О К С И К АЦ И О Н Н Ы Е С И С Т Е М Ы П Е Ч Е Н ИВ печени происходит обезвреживание токсических веществ, поступающих из толстогокишечника, с помощью двух систем:o система микросомального окисления,o система конъюгации.Цель работы системы микросомального окисления заключаетсяo в увеличении реакционной способности молекулы и ее возможности вступить в реакцию конъюгации,o в придании гидрофильности молекуле, что способствует ее выведению с мочой и отсутствию накопления в нервной и жировой ткани.Цель работы системы конъюгации заключаетсяo в маскировке токсичных групп (например, в феноле токсична ОН-группа).МИКРО СО МАЛЬ НОЕОКИСЛЕ НИЕМикросомальное окисление – это последовательность реакций с участием оксигеназ иНАДФН, приводящих к внедрению атома кислорода в состав неполярной молекулы и появлению у нее гидрофильности.Реакции осуществляются несколькими ферментами, расположенными на мембранах эндоплазматического ретикулума (в случае in vitro они называются микросомальные мембраны).Ферменты организуют короткую цепь, которая заканчивается цитохромом P450.
Цитохром Р450включает один атом кислорода в молекулу субстрата, а другой – в молекулу воды.Субстрат окисления необязательно является чужеродным веществом (ксенобиотиком).Микросомальному окислению также подвергаются предшественники желчных кислот и стероидных гормонов и другие метаболиты.КО НЪЮГ АЦ ИЯДля маскировки токсичных групп и придания большей гидрофильности молекуле существует процесс конъюгации, т.е.
ее связывания с очень полярным соединением – таким соединением являются глутатион, серная, глюкуроновая, уксусная кислоты, глицин, глутамин.Обмен аминокислот и белков108В клетках они часто находятся в связанном состоянии, например:серная кислота связана с 3'-фосфоаденозин-5'-фосфатом и образует фосфоаденозинфосфосульфат (ФАФС),o глюкуроновая кислота связана с уридилдифосфорной кислотой и образует уридилдифосфоглюкуроновую кислоту (УДФГК),o уксусная кислота находится в виде ацетил-SKoA.oОБР АЗО ВАНИЕЖИВОТ НОГО ИНД ИК АНАПримером реакций обезвреживания веществ является превращение индола в животныйиндикан.
Сначала индол окисляется с участием цитохрома Р450 до индоксила, затем конъюгирует с серной кислотой с образованием индоксилсульфата и далее его калиевой соли – животного индикана.При повышенном поступлении индола из толстого кишечника образование индикана впечени усиливается, далее он поступает в почки и выводится с мочой. По концентрации животного индикана в моче можно судить об интенсивности процессов гниения белка в кишечнике.В Н У Т Р И К Л Е Т О Ч Н Ы Й О Б М Е Н АМ И Н О К И С Л О ТСУДЬБААМИНОК ИСЛОТ В КЛЕТ К ЕСуществуют три источника аминокислот в клетке – поступление из крови, распад собственных внутриклеточных белков и синтез заменимых аминокислот.Путь дальнейшего превращения аминокислот зависит от вида и функции клетки, условий ее существования и гормональных влияний.biokhimija.ruТимин О.А.
Лекции по общей биохимии (2020г)109Реакции превращения аминокислот в клетке условно разделяют на три части, в зависимости от реагирующей группы:o по радикалу,o по карбоксильной группе,o с участием аминогруппы.ПРЕВР АЩЕ НИЕАМ И Н О К И С Л О Т П О Р АД И К АЛ УВ организме присутствует 20 протеиногенных и еще больше непротеиногенных аминокислот. Соответственно, существует аналогичное количество специфических путей для их метаболизма.При определенных условиях (голодание, длительная физическая нагрузка) углеродныйскелет аминокислот не сгорает полностью, а может участвовать в синтезе углеводов в печени(глюкогенные аминокислоты) и липидов (кетогенные аминокислоты).К глюкогенным относятся аминокислоты (их большинство), при распаде которых образуются пируват и метаболиты ЦТК, например, оксалоацетат, фумарат или -кетоглутарат.
Этиметаболиты способны включаться в синтез глюкозы, например, при голодании.Обмен аминокислот и белков110Кетогенными являются лизин и лейцин, при их окислении образуется только ацетилSКоА. Он в состоянии принять участие в синтезе кетоновых тел, жирных кислот и холестерола.Также выделяют небольшую группу смешанных аминокислот, из них образуется пируват, метаболиты ЦТК и ацетил-SКоА (фенилаланин, тирозин, изолейцин, триптофан).При направлении аминокислот на катаболизм пути их обмена сходятся к 6 продуктам,которые вступают в ЦТК и полностью окисляются до углекислого газа и воды с выделениемэнергии. Из общего количества энергии, образующейся в организме, на долю аминокислотприходится около 10%.Р А С ЧЕ ТЭ Н Е РГ Е ТИ ЧЕ С К ОЙ ЦЕ Н Н ОС ТИ И КОЭ ФФИ ЦИ ЕН ТАП Р И ОК И С ЛЕН И И НЕ К ОТО РЫХ А МИ Н ОКИ С ЛОТР/ОРанее при расчете эффективности окисления коэффициент P/O для НАДH принимался равным 3,0, для ФАДH2 – 2,0.По современным данным значение коэффициента P/O для НАДH соответствует 2,5,для ФАДH2 – 1,5.При расчете энергетической ценности, т.е.
количества АТФ, образующейся при полномокислении аминокислот, и коэффициента Р/О необходимо представлять себе весь путь аминокислоты до полного окисления ее углеродных атомов в СО2. При этом необходимо учитыватьчисло атомов углерода в молекуле.Например, аспартат содержит 4 атома углерода и поэтому его остатку необходимопройти 2 оборота ЦТК, прежде чем все они выделятся в виде СО2. Подсчитывая число восстановленных НАДН, ФАДН2 и ГТФ, образуемых в двух оборотах ЦТК, определяем суммуАТФ – 20 молекул. При расчете коэффициента Р/О учитываем только фосфат, включенный вАТФ ферментом АТФ-синтазой, т.е. в процессе окислительного фосфорилирования. Это значит, что фосфат, входящий в ГТФ, не учитывается!И, наконец, помним, что каждая молекула восстановленного эквивалента (т.е.
НАДН илиФАДН2) передает на дыхательную цепь по одной паре электронов, которые проходят разноерасстояние: от НАДН – три комплекса ферментов, от ФАДН2 – 2 комплекса ферментов, но влюбом случае восстанавливают до воды по одному атому кислорода.Схожим образом рассчитываем требуемые значения суммы АТФ и коэффициента Р/Одля аланина и глутамата.biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2020г)111Два атома углерода аланина попадают в ЦТК после того, как безазотистый остаток аланина – пируват – окислится в пируват-дегидрогеназном комплексе с образованием НАДН. Образованный ацетил-SКоА входит в ЦТК и полностью окисляется в одном его обороте.
В результате в дыхательную цепь направляется 4 молекулы НАДН и 1 молекула ФАДН2.Обмен аминокислот и белков112В случае с глутаматом надо учесть, что -кетоглутарат, образуемый из глутаминовойкислоты, является метаболитом цикла Кребса. Он сразу превращается в сукцинил-SКоА и далее, по реакциям ЦТК, в оксалоацетат.
Для окисления оксалоацетата требуется два оборотаЦТК (см выше).ПРЕВР АЩЕ НИЕАМИНОК ИСЛ ОТ П О К АРБОК СИЛЬ НО Й ГРУ ППЕТакое превращение связано с удалением карбоксильной группы от аминокислоты и образованием биогенных аминов.Г И С ТА МИ НРеакция образования гистамина наиболее активно идет в тучных клетках легких, кожи,печени, в базофилах и эозинофилах.
В них гистамин синтезируется и накапливается в секреторных гранулах.В кровь гистамин выделяется при повреждении ткани, при ударе, при электрическомраздражении. В клинической практике секреция гистамина обычно связана с аллергиями – приповторном попадании антигена в ранее сенсибилизированный организм развивается аллергическая реакция.Физиологические эффекты1. Расширение артериол и капилляров и, как следствие, покраснение кожи, снижение артериального давления;2.
Повышение проницаемости стенки капилляров и, как следствие, выход жидкости в межклеточное пространство (отечность), снижение артериального давления;3. Если п.п.1 и 2 наблюдаются в головном мозге – повышение внутричерепного давления;4. Увеличивает тонус гладких мышц бронхов, как следствие – спазм и удушье;5. Слабо повышает тонус мышц желудочно-кишечного тракта;6. Стимулирует секрецию слюны и соляной кислоты желудочного сока.С Е Р ОТОН И НСеротонин активно синтезируется в тучных клетках кожи, легких, печени, в селезенке,ЦНС.biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2020г)113Физиологические эффекты1.
Стимулирует сокращение гладких мышц желудочно-кишечного тракта и, как следствие, повышение перистальтики ЖКТ.2. Выражено стимулирует сокращение гладких мышц кровеносных сосудов в тканях, кромемиокарда и скелетных мышц, и, как следствие, повышение артериального давления.3. Слабо увеличивает тонус гладких мышц бронхов.4. В центральной нервной системе является тормозным медиатором.5. В периферических нервных окончаниях обусловливает возникновение боли и зуда (например, при укусе насекомых).Г А ММА - А МИ Н ОМАС ЛЯН А ЯКИ С ЛОТ АСинтез -аминомасляной кислоты (ГАМК) происходит исключительно в центральнойнервной системе – в подкорковых образованиях головного мозга.Физиологические эффектыВ центральной нервной системе ГАМК (наряду с глутаминовой кислотой) является тормозным медиатором.
Наиболее высока ее роль в височной и лобной коре, гиппокампе, миндалевидных и гипоталамических ядрах, черной субстанции, ядрах мозжечка.Д ОФА МИ НСинтез дофамина происходит в основном в нейронах промежуточного и среднего мозга.Физиологические эффектыЯвляется медиатором дофаминовых рецепторов в подкорковых образованиях ЦНС, вбольших дозах расширяет сосуды сердца, стимулирует частоту и силу сердечных сокращений,расширяет сосуды почек, увеличивая диурез.О БЕ З В РЕ ЖИ ВА Н ИЕБИ ОГЕ Н НЫХ А МИН ОВСуществуют два типа реакций инактивация биогенных аминов – дезаминирование и метилирование.Дезаминирование протекает с образованием свободного аммиака и с участием ФАД.Катализирует реакцию моноаминоксидаза, она обнаружена во многих тканях, но наиболееактивна в печени, желудке, почках, кишечнике, нервной ткани.Обмен аминокислот и белков114Метилирование биогенного амина происходит при наличии у него гидроксильнойгруппы (дофамин, серотонин).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
