Пути использования без азотистого остатка аминокислот: глюконеогенез, кетогенез, ЦТК.

За сутки у человека распадаются примерно 100г АК. Катаболизм всех АК сводится к образованию шести веществ, вступающих в общий путь катаболизма: ПВК, ацетил-КоА, α-кетоглутарат, сукцинил-КоА, фумарат и ЩУК. Эти вещества окисляются в ЦТК для образования АТФ или используются для синтеза глюкозы и кетоновых тел.

Гликогенные аминокислоты - АК, которые превращаются в ПВК и промежуточные продукты ЦТК (а-КГ, сукцинил-КоА, фумарат, ЩУК). Они через ЩУК, используются в глюконеогенезе (ала, асн, асп, гли, глу, глн, про, сер, цис, арг, гис, вал, мет, тре).

Кетогенные аминокислоты – АК, которые в процессе катаболизма превращаются в ацетоацетат (Лиз, Лей) или ацетил-КоА (Лей) и могут использоваться в синтезе кетоновых тел.

Смешанные (глико-кетогенными) аминокислоты – АК, при катаболизме которых образуются метаболит цитратного цикла и ацетоацетат (Три, Фен, Тир) или ацетил-КоА (Иле). Эти АК используются для синтеза глюкозы и кетоновых тел.

Реакции декарбоксилирования аминокислот. Роль витамина В₆ в этих реакциях. Образование биогенных аминов (гистамина, тирамина, триптамина, серотонина). Роль биогенных аминов в организме.

Некоторые АК и их производные могут подвергаться декарбоксилированию – отщеплению α-карбоксильной группы. У млекопитающих декарбоксилируются: три, тир, вал, гис, глу, цис, арг, орнитин, SAM, ДОФА, 5-окситриптофан и т.д. Реакцию необратимо катализируют декарбоксилазы, которые содержат в активном центре пиридоксальфосфат. Механизм реакции похож на реакцию переаминирования. Продуктами реакции являются СО2 и биогенные амины, выполняющие регуляторные функции (гормоны, тканевые гормоны, нейромедиаторы).

Серотонин образуется из три в надпочечниках, ЦНС и тучных клетках. Серотонин – возбуждающий нейромедиатор средних отделов мозга (проводящих путей) и гормон. Стимулирует сокращение гладкой мускулатуры, вазоконстриктор, регулирует АД, температуру тела, дыхание, антидепрессант.

ГАМК образуется и разрушается в ГАМК-шунте ЦТК в высших отдела мозга. Он имеет очень высокую концентрацию.ГАМК – тормозной нейромедиатор (повышает проницаемость постсинаптических мембран для К+), повышает дыхательную активность нервной ткани, улучшает кровоснабжение головного мозга.

Гистамин образуется в тучных клетках. Секретируется в кровь при повреждении ткани, развитии иммунных и аллергических реакций. Гистамин – медиатор воспаления, аллергических реакций, пищеварительный гормон: (стимулирует секрецию желудочного сока, слюны; повышает проницаемость капилляров, расширение сосудов, покраснение кожи, вызывает отеки, снижает АД (но увеличивает внутричерепное давление, вызывает головную боль); сокращает гладкую мускулатуру легких, вызывает удушье; вызывает аллергическую реакцию; нейромедиатор; медиатор боли).

Дофамин образуется (фен → тир → ДОФА → дофамин) в мозге и мозговом веществе надпочечников. Дофамин – нейромедиатор среднего отдела мозга.

Реакции обезвреживания аммиака в тканях, образование глутамина. Механизмы  токсичности аммиака, метаболические и клинические последствия.

В печень азот поступает, в основном, в виде аммиака, глутамина, аланина, а меньше в виде других АК в основном из мышц и кишечника. Поглощает АК с разветвленной цепью (вал, лей, иле). Синтезирует глюкозу в основном из аланина и серина. Мышцы поглощают АК с разветвленной цепью (вал, лей, иле). Выделяют много аланина и глутамина меньше других АК. Кишечник поглощает глутамин. Выделяет много аланина. С пищей из кишечника поступают все аминокислоты. Мозг поглощает много АК с разветвленной цепью (вал, лей, иле). Выделяет много глутамина. Почки поглощают глутамин. Выделяют много серина и немного аланина.

Глутамин - условно незаменимая аминокислота, входящая в состав белка и необходимая для эффективного роста мышц и поддержки иммунной системы. Глутамин синтезируется из глутамата под действием глутаматсинтазы. Глутамин используется в синтезе белков, углеводов; выступает источник азота в синтезе пуриновых и пиримидиновых оснований, аспарагина, аминосахаров; обеспечивает транспорт азота из тканей.

Механизм токсического действия аммиака:

1) аммиак в митохондриях сдвигает реакцию, катализируемую глу-ДГ, в сторону образования глу: Уменьшение концентрации α-кетоглутарата вызывает (угнетение реакции трансаминирования АК и снижение синтеза из них нейромедиаторов (ацетилхолина, дофамина и др.); снижения скорости ЦТК и развитие энергодефицита).

2) Повышение концентрации аммиака в крови сдвигает рН в щелочную сторону, вызывает алкалоз. Развивается гипоксия тканей, энергодефицит, от которого главным образом страдает головной мозг.

3) Высокие концентрации аммиака, при участии глутаминсинтетазы, стимулируют синтез глутамина из глутамата в нервной ткани: накопление глутамина в клетках нейроглии приводит к повышению в них осмотического давления, набуханию астроцитов и в больших концентрациях вызвает отёк мозга. Снижение концентрации глутамата нарушает обмен АК и нейромедиаторов, в частности синтез γ-аминомасляной кислоты (ГАМК), основного тормозного медиатора. При недостатке ГАМК и других медиаторов нарушается проведение нервного импульса, возникают судороги.

4) Избыток аммиака в крови нарушает трансмембранный перенос одновалентных катионов Na+ и К+, конкурируя с ними за ионные каналы, что влияет на проведение нервных импульсов.