Катаболизм

В основном образуются следующие безазотистые остатки – 1) ПВК; 2) a-КГ, 3) АЯК, 4) ЩУК, 5) фумарат, 6) кетогенные аминокислоты (лей, иле, фен, тир, три) при дезаминировании дают ацетоацетилКоА, который используется для образования кетоновых тел.

Безазотистые остатки аминокислот преимущественно используются в ЦТК. Но тем не менее, только 10% от суточной потребности в энергии покрывается за счет распада аминокислот.

Из безазотистых остатком могут образоваться глюкоза через ЩУК (глюконеогенез), липиды через АУК, которая может образоваться из ПВК, из ацетоацетилКоА (липонеогенез), при необходимости часть безазотистых остатков аминокислот можно использовать для синтеза аминокислот.

Дезаминирование биогенных аминов является одним из путей образования аммиака в организме. Биогенные амины разрушаются окислительными ферментами – МАО. В условиях блокады МАО, при терапии антидепрессантами способность разрушать биогенные амины резко снижается. Организм может стать избыточно чувствительным к экзогенным моноаминам – например, прием в пищу сыра, красного вина, которые богаты тирамином, на фоне приема антидеперссантов может вызвать гипертензию. Активность МАО понижается при гипертиреозе. Наоборот, при дефиците витамина В1 наблюдается избыточная активность МАО и нехватка биогенных аминов, что сопровождается депрессией. Окислительное дезаминирование гистамина катализирует пиридоксальзависимый фермент гистаминаза.

Пути обезвреживания аммиака

Аммиак в малых дозах – это физиологический раздражитель, а в больших дозах это токсическое вещество. Поэтому концентрация аммиака в организме должна находится на низком уровне – 60мкМ/л (в 100 раз меньше концентрации глюкозы в крови). В опытах на кроликах показано, что концентрация аммиака в крови 3 мМ/л является летальной. Однако аммиака образуется очень много. Гомеостаз аммиака поддерживается за счет его обезвреживания в тканях.

Пути обезвреживания аммиака: 1) амидирование; 2) аммонийгенез; 3) восстановительное аминирование; 4) синтез мочевины.

Основным путем обезвреживания аммиака является реакция амидирования. Амидирование происходит во всех тканях, особенно там, где много образуется аммиака – в головном мозге. Амидированию подвергаются преимущественно 2 аминокислоты – глу и асп. Реакция требует наличия АТФ, ускоряется ферментами – ГЛН-синтетазой и АСН-синтетазой соответственно.

При этом образуются транспортные формы аммиака — амиды глу и асп – глн и асн.

Значение реакции амидирования

временное обезвреживание аммиака и его транспорт

глн и асн, образующиеся при амидировании, используются для синтеза белков

глн и асн используются для синтеза гексозаминов, необходимых для образования ГАГов

глн и асн используются для образования пуринов и пиримидинов

Глн и асн приносятся в печень и почки и подвергаются обратной реакции – дезамидированию, причем эта реакция также требует АТФ.

Аммиак, образующийся при дезамидировании в печени, обезвреживается, используясь на синтез мочевины. Образующийся при дезамидировании в почках, аммиак идет на образование аммонийных солей (аммонийгенез).

Аммонийгенез. Аммиак, образующийся при дезамидировании и дезаминировании в почках поступает в канальцы почек. Сюда же экскретируются ионы водорода, которые образуются при диссоциации угольной кислоты в клетках почечных канальцев. Здесь происходит взаимодействие аммиака с ионами водорода и образуются катионы аммония.

В канальцевую мочу также выделяются растворимые соли натрия, калия и кальция (хлориды, фосфаты, сульфаты). Эти соли диссоциируют и катионы (натрий, калий, кальций) реабсорбируются, а анионы (хлор, фосфат, сульфат) связываются с катионами аммония, образуя аммонийные соли – хлорид аммония, фосфат аммония, сульфат аммония, которые выводятся с мочой

Т.о., значение аммонийгенеза гомеостатическое, т.к.: – 1) сберегаются ионы натрия, калия и кальция; 2) выводится избыток водорода, т.е. происходит нейтрализация кислых продуктов.

В печени и других тканях аммиак обезвреживается в результате реакции восстановительного аминирования. Этот процесс является одним из путей образования заменимых аминокислот и лежит в основе токсического действия аммиака, т.к. аммиак, связываясь с a-КГ, выводит эту кислоту из ЦТК, при этом ЦТК замедляется и АУК не используется, а идет на синтез кетоновых тел, что приводит к кетоацидозу.

Преимущественно в печени идет процесс образования мочевины, являющийся основным путем обезвреживания аммиака. Этот процесс открыт Кребсом в 1932году. Образование мочевины получил название орнитиновый цикл, или цитруллиновая теория. Синтез мочевины протекает в митохондриях печени. Процесс начинается с образования карбомоилфосфата. Реакция конденсации идет между СО2, NН3, Н2О. Требуется энергия 2 молекул АТФ.

2 реакция – образование цитруллина. Реакция идет между орнитином и карбомоилфосфатом. В результате получается цитруллин и выделяется молекула фосфорной кислоты

3 реакция – образование аргинин-янтарной кислоты. Реакция идет между асп и цитруллином, используется энергия АТФ

4 реакция – расщепление аргинин-янтарной кислоты на арг и фумарат

5 реакция – гидролиз арг под действием аргиназы до мочевины и орнитина – цикл замыкается.

Т.о., азот мочевины взят на 50% от аммиака и 50% от асп. Т.о., для синтеза мочевины необходима молекула асп, убыль которой можно восстановить, используя цикл, который также был открыт Кребсом. Фумарат, гидратируясь, дает малат, который, окисляясь, дает ЩУК. При переаминировании ЩУК образуется асп.

Конечные продукты обмена простых белков.

Мочевина, 2. Креатинин, 3. Эфиросерные и эфироглюкуроновые кислоты, 4. СО2 и Н2О, 5. Аммонийные соли, 6. Гиппуровая кислота, 7. Альдегиды и кетоны при обезвреживании биогенных аминов – это конечные продукты обмена простых белков.

Литература – основная и дополнительная:

1.                    Т.Ш.Шарманов, С.М.Плешкова «Метаболические основы питания с курсом общей биохимии», Алматы, 1998 г.

2.                    С.Тапбергенов «Медицинская биохимия», Астана, 2001 г.

3.                    С.Сеитов «Биохимия», Алматы, 2001 г.

4.                    В.Дж.Маршал «Клиническая биохимия», 2000 г.

5.                    Б.Гринстейн, А.Гринстейн «Наглядная биохимия», 2000 г.

6.                    Т.Т.Березов, Б.Ф.Коровкин «Биологическая химия», 1998 г.

7.                    Д.Г.Кнорре, С.Д.Мызина «Биологическая химия», Москва, 1998 г.

8.                    Р.Марри, Д.Греннер «Биохимия человека», I-II том, 1993 г.

9.                    А.Ш.Зайчик, Л.Г.Чурилов «Основы патохимии», Москва, 2001 г.

10.                 С.М.Плешкова, С.А.Абитаева «Обмен веществ и его регуляция», Алма-Ата,1992

11.                 Полосухина Т.Я., Аблаев Н.Р. «Материалы к курсу биологической химии», 1977 – С. 3-5, 14-17, 23-27, 102.

12.                 Верболович П.А., Аблаев Н.Р. «Лекции по отдельным разделам биохимии» 1985 – С. 131-137.

13.                 Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. «Биохимия для врача» 1994 – С.231-238, 107-122, 215, 247.