Обмен белков.

1. БЕЛКОВОЕ ПИТАНИЕ.

2. ПРЕВРАЩЕНИЕ БЕЛКОВ В ОРГАНАХ ПИЩЕВАРЕНИЯ.

3. ГНИЕНИЕ БЕЛКОВ. ОБРАЗОВАНИЕ ТОКСИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ И МЕХАНИЗМ ИХ

4. ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ.

В нашем организме идёт постоянный синтез и распад белков. Ежесуточно распадается 400гр, белка и столько же синтезируется. Из общей массы организма белка приходится 15кг. Синтез обновленного белка происходит из аминокислот, которые образуются при распаде.

Все АК можно разделить на 4 группы:

1.Заменимые - синтезируются в организме; АЛА, АСП, АСН, ГЛУ. ГЛН, ГЛИ, ПРО. СЕР.

2.Незаменимые - не синтезируются в организме и поступают с пищей: ВАЛ, ЛЕЙ, ИЛЕ. ЛИЗ, ТРЕ, МЕТ, ФЕН, ТРИ.

3.Частично заменимые - синтезируются в организме, но очень медленно и не покрывают всех потребностей организма: ГИС, АРГ.

4.Условно заменимые - синтезируются из незаменимых аминокислот: ЦИС (МЕТ), ТИР (ФЕН).

Полноценность белкового питания определяется:

· Наличием всех незаменимых аминокислот. Отсутствие даже одной незаменимой аминокислоты нарушает биосинтез белка, т.е. каждая незаменимая АК может быть лимитирующей в процессе синтеза белка.

· АМИНОКИСЛОТНЫМ составом белка. Вес АК могут содержаться в продуктах как животного, так
и растительного происхождения. Суточная потребность человека в белках составляет 100гр.

Пищевые белки подвергаются гидролитическому расщеплению под действием целой группы ферментов ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ (ПЕПТИДАЗЫ). Большинство этих ферментов вырабатывается в неактивной форме, т.е. в форме ПРОФЕРМЕНТОВ, а затем активируется путём ЧАСТИЧНОГО ПРОТЕОЛИЗА. Это предохраняет стенки органов ЖКТ от самопереваривания. Поверхность желудка и кишечника покрыта слизью, в составе которой содержаться ГЕТЕРОПОЛИСАХАРИДЫ. Они не подвергаются действию ферментов.

Проферменты вырабатываются слизистой желудка или кишечника и поступают в полость этих органов, где происходит их активация. В пристеночном слое вырабатываются БИКАРБОНАТЫ, которые создают среду близкую к нейтральной (рН-=5-6).

В ротовой полости белки не подвергаются каким-либо химическим превращениям, т.к. здесь отсутствуют ферменты, действующие на белки. Здесь происходит лишь механическая переработка пищи.

В желудке начинается химическое превращение белков. Здесь действуют два основных фермента - ПЕПСИН и ГАСТРИКСИН.

ПЕПСИН вырабатывается главными клетками слизистой желудка в неактивной форме - ПЕПСИНОГЕН, который под действием соляной кислоты активируется и превращается в пепсин. Процесс активации является АУТОКАТАЛИТИЧЕСКИМ. ПЁПСИНОГЕН активируется очень медленно, а пепсин потом становится активатором молекул ПЕПСИНОГЕНА. От ПЕПТИДНОЙ цепи неактивного ПЕПСИНОГЕНА со стороны N-конца отрывается один ПЕПТИД, содержащий 42 аминокислоты - активация путём ЧАСТИЧНОГО ПРОТЕОЛИЗА. Затем из остатка цепи формируется когтя трёхмерная структура фермента пепсина и новый активный центр.

Соляная кислота вырабатывается обкладочными клетками слизистой желудка и играет очень важную роль в переваривании белков:

· активирует ПЕПСИНОГЕН, превращая его в пепсин, создаёт оптимум рН для действия пепсина (1,5 - 2),

· обладает бактерицидным действием.

· денатурирует белки, которые потом гидролизуются. Внутренние ПЕПТИДНЫЕ связи становятся доступными для действия пепсина.

· способствует продвижению желудочного содержимого далее в кишечник. Пепсин - это фермент, который является ЭНДОПЕПТИДАЗОЙ, т.е. действует на внутренние ПЕПТИДНЫЕ связи, в образовании которых участвуют ароматические аминокислоты (ФЕН, ТИР, ТРИ) своими АМИДНЫМИ группами.

ГАСТРИКСИН по действию аналогичен пепсину. Это тоже ЭНДОПЕПТИДАЗА. Его оптимум рН = 3 - 3,5. Действует на ПЕПТИДНЫЕ связи, в образовании которых участвуют ДИКАРБОНОВЫЕ аминокислоты (ГЛУ, АСП) своими КАРБОКСИЛЬНЫМИ группами. В желудке под действием ПЕПСИНА и ГАСТРИКСИНА сложные белковые молекулы распадаются на высокомолекулярные ПОЛИПЕПТИДЫ. Ими являются так называемые АЛЬБУМОЗЫ, ПЕПТОНЫ, которые поступают в тонкий кишечник.

В тонком кишечнике эти ПОЛИПЕПТИДЫ подвергаются действию целого ряда протеолитических ферментов ПЖЖ, которые вырабатываются в неактивной форме: ТРИПСИНОГЕН, ХИМОТРИПСИНОГЕН, ПРОЭЛАСТАЗА, ПРОКАРБОКСИПЕПТИДАЗА.

Механизм активации всех этих ферментов - ЧАСТИЧНЫЙ ПРОТЕОЛИЗ по каскадному механизму.

ТРИПСИН разрушает внутренние ПЕПТИДНЫЕ связи, в образовании которых принимают участие ЛИЗ и АРГ.

ХИМОТРИПСИН разрушает внутренние связи, в образовании которых принимают участие ароматические аминокислоты (ТИР, ТРИ, ФРН)

ЭЛАСТАЗА разрушает внутренние ПЕПТИДНЫЕ связи, в образовании которых принимают участие АЛА, ГЛИ, ПРО, ЦИС.

В результате действия ПЕПСИНА, ХИМОТРИПСИНА и ЭЛАСТАЗЫ высокомолекулярные ПЕПТИДЫ расщепляются до низкомолекулярных, которые подвергаются действию ЭКЗОПЕПТИДАЗ, действующих на крайние связи, отщепляя отдельные концевые аминокислоты.

КАРБОКСИПЕПТИДАЗА разрушает крайние связи, отщепляя аминокислоты с С-конца.

АМИНОПЕПТИДАЗА действует на крайние ПЕПТИДНЫЕ связи со стороны N-конца, отщепляя отдельные аминокислоты.

ДИПЕПТИДЫ подвергаются действию ДИПЕПТИДАЗ, продуцирующихся слизистой кишечника сразу в активной форме. Т.о. в результате действия всей этой группы ферментов в ЖКТ белки пищи расщепляются до аминокислот. Образующиеся аминокислоты всасываются стенкой кишечника в кровь и поступают во все органы и ткани.

Не всосавшиеся аминокислоты поступают в толстую кишку, где подвергаются процессам гниения. Это процесс бактериального распада веществ под действием микрофлоры иди ферментов, вырабатывающихся этой микрофлорой, В норме в толстой кишке подвергаются аминокислоты, а при патологии - белки. Это происходит и в других отделах ЖКТ: в желудке (при понижении кислотности), ротовой полости (при кариесе).

ПУТРЕСЦИН и КАДАВЕРИН являются токсическими веществами. Они входят в состав трупных ядов.

Все эти вещества токсические, образующиеся при гниении поступают в печень, где и происходит их обезвреживание. В печени имеется две системы, участвующие в обезвреживании этих веществ:

УДФГК - УРИДИНДИФОСФОГЛЮКУРОНОВАЯ К-ТА.

ФАФС - ФОСФОАДЕНОЗИНФОСФОСУЛЬФАТ.

Процесс обезвреживания — это процесс конъюгации токсических веществ с одной из этих систем и образование коньюгатов, которые являются уже нетоксическими веществами.

Все эти вещества выводятся из организма с мочой. В норме реакция на индол должна быть Отрицательна. При положительной реакции на индол - нарушена детоксикационная функция печени. Положительная реакция на ИНДИКАН наблюдается при очень активном гниении белков в толстом кишечнике.

1. ИСТОЧНИКИ АМИНОКИСЛОТ В КЛЕТКЕ И ПУТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.

2. МЕТАБОЛИЗМ АМИНОКИСЛОТ.

3. ОБРАЗОВАНИЕ АММИАКА И ПУТИ ЕГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ. СИНТЕЗ МОЧЕВИНЫ.

Источниками аминокислот в клетке являются:

1. белки пищи после их гидролиза в органах пищеварения,

2. синтез заменимых аминокислот.

3. распад тканевых белков.

Тканевые белки подвергаются гидролитическому расщеплению при участии тканевых ПРОТЕАЗ - КАТЕПСИНОВ, которые в основном находятся в ЛИЗОСОМАХ, но могут быть и в МИТОХОНДРИЯХ и ЭПС

Эти ферменты обладают специфичностью действия. Выделяют разные КАТЕПСИНЫ, которые отличаются оптимумом рН и специфичностью действия на ПЕПТИДНЫЕ СВЯЗИ. Распад тканевых белков необходим для обновления белков, а также для устранения дефектных молекул белка.

Часть аминокислот в тканях подвергается различным метаболическим превращениям.

1. Основной путь превращения аминокислот в тканях - это реакции ПЕРЕАМИНИРОВАНИЯ реакции между АМИНО- и КЕТОКИСЛОТАМИ, когда они обмениваются своими функциональными группами, при этом аминокислоты являются донорами аминогрупп, а кетокислоты - их акцепторами. Эти реакции катализирует фермент - АМИНОТРАНСФЕРАЗА. Она локализуется в МИТОХОНДРИЯХ и ЦИТОПЛАЗМЕ. ТРАНСАМИНИРОВАНИЮ могут подвергаться все аминокислоты кроме ЛИЗ и ТРЕ. В организме человека обнаружено 10 различных АМИНОТРАНСФЕРАЗ. Наибольшее значение имеют АТ, донорами аминогрупп которых являются АЛА, АСП, ГЛУ, ГЛУТАМИНОВАЯ кислота является универсальным донором., а альфа —КГК — универсальным акцептором аминогрупп.

Роль реакций ТРАНСАМИНИРОВАНИЯ:

1. используются для синтеза заменимых аминокислот. При этом происходит перераспределение
азота в органах и тканях.

2. Является начальным этапом катаболизма аминокислот

3. В результате ТРАНСАМИНИРОВАНИЯ образуются альфа-КЕТОКИСЛОТЫ, которые поступают в ЦТК и включаются в ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ.

4. Протекают в разных тканях, но более всего в печени.
Определение активности АТ имеет диагностическое значение в клинике.

АСАТ наиболее активна в миокарде, следовательно, повышение в сыворотке крови АСАТ можно предположить патологию в сердечной мышце.

АЛАТ (АЛАНИНОВАЯ АТ) особенно активна в печени, следовательно, повышение её в сыворотке крови свидетельствует о деструктивных изменениях в печени.

При избытке АЛАНИНА или недостатке АСПАРАГИНОВОЙ К-ТЫ;

2. Реакции ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ - разрушение СООН-группы с выделением СО2, При этом аминокислоты в тканях образуют биогенные амины, которые являются биологически активными веществами (БАВ). Среди них могут быть соединения, которые выполняют функции:

· НЕЙРОМЕДИАТОРОВ (СЕРЕТОНИМ, ДОФАМИН, ГАМК),

· Гормоны (АДРЕНАЛИН, НОРАДРЕНАЛИН),

· Регуляторы местного действия (ГИСТАМИН).

ГАМК является НЕЙРОМЕДИАТОРОМ тормозного действия, поэтому препараты на основе ГАМК используются в клинике для лечения некоторых заболеваний ЦНС. Эта реакция используется в педиатрической практике: детям при сильном возбуждении используют раствор витамина В6, который стимулирует процесс образования ГАМК.

ДОФАМИН является НЕЙРОМЕДИАТОРОМ возбуждающего действия. Он является основой для синтеза АДРЕНАЛИНА и НОРАДРЕНАЛИНА

.

2.Реакции ДЕЗАМИНИРОВАНИЯ - разрушение NН2-группы с выделением аммиака. В организме возможны следующие виды ДЕЗАМИНИРОВАНИЯ.

1. Восстановительное

Эти три вида ДЕЗАМИНИРОВАНИЯ имеют место при гниении, т.е. идут в толстой кишке.
4. Окислительное. Протекает в клетке. Непосредственно, ОКИСЛИТЕЛЬНОМУ ДЕЗАМИНИРОВАНИЮ подвергается только ГЛУ.

ОКИСЛИТЕЛЬНОМУ ДЕЗАМИНИРОВАНИЮ подвергаются и другие аминокислоты, но этот путь является непрямым. Он идёт через ГЛУ и называется процессом НЕПРЯМОГО ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ДЕЗАМИНИРОВАНИЯ.

Аммиак образуется из аминокислот при распаде других азотсодержащих соединений (биогенных аминов, НУКЛЕОТИДОВ), Значительная часть аммиака образуется в толстой кишке при гниении. Он всасывается в кровь системы воротной вены, здесь концентрация аммиака больше, чем в общем кровотоке.

Аммиак образуется в различных тканях. Концентрация его в крови незначительна, т.к. он является токсичным веществом (0,4 — 0,7мг/л). Особенно выраженное токсическое действие он оказывает на нервные клетки, поэтому значительное его повышение приводит к серьёзным нарушениям обменных процессов в нервной ткани.

ПУТИ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ АММИАКА

1. образование АМИДОВ

ГЛУТАМИН и АСПАРАГИН - нетоксические вещества. Их называют транспортной формой аммиака в организме. Они не проникают через мембраны и в почках распадаются до аминокислот и аммиака.

2. Восстановительное АМИНИРОВАНИЕ.

АРГИНАЗА обладает абсолютной специфичностью и содержится только в печени. В составе мочевины содержится два атома азота один поступает из аммиака, а другой выводится из АСП.

Образование мочевины идёт только в печени.

Две первые реакции цикла (образование ЦИТРУЛЛИНА и АРГИНИНОСУКЦИНАТА) идут в

МИТОХОНДРИЯХ, остальные в цитоплазме. В организме в сутки образуется 25гр мочевины. Этот показатель характеризует мочевино-образующую функцию печени. Мочевина из печени поступает в почки, где и выводится из организма, как конечный продукт азотистого обмена.