Занятие 2. Обмен и функции белков в детском организме

Аннотация по теме занятия.

Аммиак в организме образуется в результате дезаминирования аминокислот, адениловой кислоты, обезвреживания биогенных аминов. Это токсическое соединение, поэтому аммиак не накапливается, а вступает в реакцию с глутаминовой или аспарагиновой кислотами с образованием индифферентной транспортной формы – глутамина или аспарагина.

+NН3

НООС-(СН2)2-СН-СООН Н2NОС-(СН2)2-СН-СООН

NН2 АТФ NН2

-Н2О

глутаминовая кислота глутамин

+NН3

НООС-СН2-СН-СООН Н2NОС-СН2-СН-СООН

NН2 АТФ NН2

-Н2О

аспарагиновая кислота аспарагин

В почках глутамин под влиянием глутаминазы расщепляется с образованием аммиака, идущего на нейтрализацию кислых соединений с образованием аммонийных солей. Также источниками образования аммиака служат процессы:

- дезаминирования биогенных аминов;

- распад пиримидиновых оснований (урацил, тимин, цитозин);

- дезаминирования аминокислот;

- дезаминирования пуриновых оснований (гуанина и аденина).

Пути использования аммиака в организме:

1. Синтез аминокислот из соответствующих кетокислот:

АТФ

СН3-С-СООН + NН3 СН3-СН-СООН

О NН2

ПВК аланин

2. Синтез аммонийных солей в почках.

3. Синтез пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.

4. Синтез мочевины – основной путь обезвреживания аммиака.

Еще в прошлом веке русские ученые М.В. Ненцкий и С.С. Салазкин показали, что в печени происходит образование мочевины из углекислого газа и аммиака.

Кребс и Гензеляйт установили, что синтез мочевины представляет собой циклический процесс, в котором каталитическую роль играет орнитин.

Кохен и Ратнер выяснили, что начальной реакцией этого цикла является синтез карбамоил-фосфата.

Отмечается, что у детей первых месяцев жизни функция печени развита недостаточно, что проявляется в том, что у ребенка количество аммиака по сравнению с взрослым человеком увеличено в 2-2,5 раза. У новорожденных – 20-30% общего азота падает на азот мочевины.

Мочевина – индифферентное для организма соединение. Главным местом ее образования в организме является печень, где есть ферменты мочевинообразования. В головном мозге имеются все ферменты синтеза мочевины, кроме карбамоилфосфатазы, поэтому в нем мочевина не образуется. Нарушение функции печени ведет к снижению мочевинообразования, при этом содержание мочевины в крови и выделение ее с мочой падает.

Конечным продуктом распада аминокислот в организме, наряду с мочевиной, является креатинин, который образуется в мышечной ткани из креатин-фосфата. Креатин и креатин-фосфат – важнейшие азотистые вещества мышц, участвующие в химических процессах, связанных с ресинтезом АТФ, являющегося участником мышечного сокращения.

Синтез креатина проходит также в почках и печени при участии трех аминокислот:

Эта реакция является одним из путей ресинтеза АТФ и протекает в работающей мышце. Креатинин удаляется в составе мочи. Содержание креатинина в моче зависит от развития мышечной массы. Т.о., следует подчеркнуть, что мочевина, креатинин, соли аммония являются конечными продуктами обмена аминокислот, а определение их в моче является диагностическим показателем. В норме мочевины за сутки у взрослого выделяется около 30 г., креатинина – 1,5-2,4 г., солей аммония – 0,5-1,2 г.

Количество креатинина в моче повышается при распаде белков, усиленной мышечной работе, акромегалии, гипотиреозе.

Креатин в норме у взрослого в моче не обнаруживается, а у детей в связи с повышенным обменом веществ может наблюдаться креатинурия.

Креатин в моче появляется при авитаминозе витаминов ''С'' и ''Е'', сахарном диабете, голодании, а также при всех заболеваниях, связанных с распадом мышечной ткани. Отдельные порции мочи отличаются по содержанию конечных продуктов, поэтому для исследования следует брать среднюю пробу из суточного количества мочи.

Важную роль в обменных процессах играют некоторые аминокислоты.

Глицин – участвует в реакциях обмена.

1. В синтезе порфиринов, входящих в состав гемоглобина.

2. В синтезе пуринов.

3. В синтезе глютатиона.

4. В синтезе креатина, холина, парных желчных кислот.

5. В обезвреживании токсических соединений, путем связывания с бензойной и фенилуксусной кислотами, образуя гиппуровую кислоту, которая выводится с мочой.

Метионин – является донором метильных групп (-СН3) для образования: креатина, адреналина, холина и участвует в синтезе цистеина.

Аспарагиновая кислота участвует в синтезе мочевины, обезвреживании аммиака с образованием аспарагина, в образовании пуринов и пиримидинов, в синтезе АМФ, УМФ.

Глютаминовая кислота принимает участие в синтезе глютатиона, в образовании α-кетоглутаровой кислоты, в обезвреживании аммиака с образованием глутамина, при ее декарбоксилировании образуется γ-аминомасляная кислота.

Триптофан – в организме превращается в биохимически активные соединения: никотиновую кислоту (витамин РР), серотонин.

Серотонин является биогенным амином, служит для образования мелатонина. При избыточном накоплении серотонина наблюдается карциноидный синдром (карциномы – злокачественные опухоли в ЖКТ).

Значению обмена фенилаланина в детском организме придается большое значение. Это связано с тем, что выпадение активности определенных ферментов (мутация гена, ответственного за синтез ферментов, принимающих участие в превращении этой аминокислоты) приводит к накоплению необычных продуктов реакции, например, фенилпировиноградной, гомогентизиновой кислот, являющихся токсическими веществами, влияющими на функции головного мозга ребенка. Кроме того, избыток фенилаланина и дефицит тирозина сказывается на процессах биосинтеза специфических белков головного мозга.

Ознакомиться с методами количественного определения мочевины в сыворотке крови, креатинина в моче и креатина в мышечной ткани (методики прилагаются).