Проявления дефицита и избытка незаменимых аминокислот
| № п/п | Аминокислота | Симптомы недостаточности | Симптомы избытка |
| 1. | Аргинин | Нарушение сперматогенеза, цикла мочевины. | |
| 2. | Валин | Расстройства координации движений, гиперестезии, задержка роста, керотозы. | |
| 3. | Гистидин | Дерматит, анемия, снижение продукции гистамина, ухудшение умственной деятельности. | Задержка умственного и речевого развития. |
| 4. | Изолейцин | Поражение почек, щитовидной железы, анемия, гипопротеинемия. | |
| 5. | Лейцин | Поражение почек, щитовидной железы, гипопротеинемия. | Подавляет утилизацию изолейцина и валина. |
| 6. | Лизин | Анемия, миодистрофия, остеопороз, поражение печени, лёгких, головная боль. | |
| 7. | Метионин (с цистином) | Ожирение и некрозы печени, ускорение атеросклероза, надпочечниковая недостаточность, геморрагическое поражение почек, дефицит холина, адреналина, облысение. | Гемолитическая анемия, гепатонекрозы, миокардиодистрофия. |
| 8. | Треонин | Отёки, падение веса. | |
| Триптофан | Пеллагра, катаракта, помутнение роговицы, анемия, облысение, атрофия семенников, гиперплазия слизистой желудка, гипопротеинемия. | Повышается риск развития рака мочевого пузыря. | |
| 10. | Фенилаланин (с тирозоном) | Нарушение тиреоидной функции, недостаточность мозгового вещества надпочечников. |
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).