Регуляция процессов азотистого обмена

      Комментарии к записи Регуляция процессов азотистого обмена отключены

А. о. так же, как и все виды обмена веществ, регулируетсянервной системой как непосредственно, так и через воздействие на железывнутренней секреции. Основное значение нервной регуляции А. о. заключается вприспособлении его к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды. В силуэтого выпадение нервных воздействий на органы и ткани приводит к тяжелымнарушениям их структуры и функции.

Благодаря весьма сложным и тонким механизмам регуляции А.о. у взрослого здорового человека обеспечивается относительное постоянствосостава азотистых компонентов органов, тканей и внутренней среды организма.Избыток вводимых с пищей азотистых соединений выводится с мочой и калом,недостаток — пополняется из состава тканей тела (это не относится к числунезаменимых соединений).

Насколько состав крови и тканей обладает относительнымдинамическим постоянством, настолько изменчив состав мочи, отражающийособенности обмена веществ в значительно большей степени, чем состав плазмыкрови или цельной крови. В силу этого для выводов об особенностях А. о.необходимо прежде всего знать качественный и количественный составпринимаемой пищи, исследовать качественный и количественный состав азотистыхсоединений, выделяемых с мочой и калом, и сопоставить полученные данные.Определение особенностей состава крови может дать представление окачественном своеобразии нек-рых сторон А. о., но не позволяет датьзаключение о его состоянии в целом. Напр., увеличение содержания белков впищевом рационе приведет к незначительному повышению содержания небелковыхазотистых составных частей (остаточного азота) крови, но выделение азотистыхсоединений и в первую очередь мочевины с мочой будет значительно повышено.Нарушение окислительного фосфорилирования несколько изменит соотношениесодержания креатина и креатинина Р сыворотке крови, однако значительно резчеизменится содержание этих соединений и их соотношение в моче (см. Креатин, Креатинурия).

Несмотря на всю сложность и разнообразие реакций,протекающих в организме, выделяемые конечные продукты обмена веществ остаютсядля данного вида при данном режиме питания качественно более или менеепостоянными. Они претерпевают значительные отклонения от нормы при различныхпатологических состояниях организма.

Под трансаминированиемподразумевают реакции межмолекулярного переноса аминогруппы (NH2—) отаминокислоты на ?-кетокислоту без промежуточного образования аммиака.Впервые реакции трансаминиро-вания (прежнее название «переаминирование») былиоткрыты в 1937 г. советскими учеными А.Е. Браунштейном и М.Г. Крицман приизучении дезаминирования глутаминовой кислоты в мышечной ткани. Былозамечено, что при добавлении к гомогенату мышц глутаминовой и пировинограднойкислот образуются ?-кетоглутаровая кислота и аланин без промежуточногосвободного аммиака; добавление аланина и ?-кетоглутаровой кислотыприводило к образованию соответственно пировиноградной и глутаминовой кислот.Реакции трансаминирования являются обратимыми и, как выяснилось позже,универсальными для всех живых организмов. Эти реакции протекают при участииспецифических ферментов, названных А.Е. Браун-штейном аминоферазами (посовременной классификации, аминотранс-феразы, или трансаминазы). Теоретическиреакции трансаминиро-вания возможны между любой амино- и кетокислотой, однаконаиболее интенсивно они протекают в том случае, когда один из партнеровпредставлен дикарбоновой амино- или кетокислотой. В тканях животных и умикроорганизмов доказано существование реакций трансаминирования междумонокарбоновыми амино- и кетокислотами. Донорами NН2-группы могут такжеслужить не только ?-, но и ?-, ?- и ?-аминогруппы рядааминокислот. В лаборатории А. Майстера доказано, кроме того,трансами-нирование глутамина и аспарагина с кетокислотами в тканях животных.

бщую теорию механизма ферментативного трансаминирования разработалисоветские ученые А.Е. Браун-штейн и М.М. Шемякин. Одновременно подобныймеханизм был предложен американскими биохимиками Э. Снеллом и Д. Метцлером.Все трансаминазы (как и декарбоксилазы аминокислот) содержат один и тот жекофермент – пиридоксальфосфат. Для реакций трансаминирования харак -теренобщий механизм. Специфичность трансаминаз обеспечивается белковымкомпонентом. Ферменты трансаминирования катализируют перенос NH2-группы не на?-кетокислоту, а сначала на кофермент пиридоксаль-фосфат. Образовавшеесяпромежуточное соединение (шиффово основание) подвергается внутримолекулярнымпревращениям (лабилизация ?-водо-родного атома, перераспределениеэнергии связи), приводящим к освобождению ?-кетокислоты ипиридоксаминфосфата; последний на второй стадии реакции реагирует с любойдругой ?-кетокислотой, что через те же стадии образования промежуточныхсоединений (идущих в обратном направлении) приводит к синтезу новойаминокислоты и освобождению пиридоксальфосфата. Опуская промежуточные стадииобразования шиффовых оснований, обе стадии реакции трансаминирования можнопредставить в виде общей схемы:

Доказано существование 4 типов дезаминирования аминокислот (отщеплениеаминогруппы). Выделены соответствующие ферментные системы, катализирующие этиреакции, и идентифицированы продукты реакции. Во всех случаях NH2-группааминокислоты освобождается в виде аммиака. Помимо аммиака, продуктамидезаминирования являются жирные кислоты, оксикислоты и кетокислоты. Дляживотных тканей, растений и большинства аэробных микроорганизмовпреобладающим типом реакций является окислительное дезаминированиеаминокислот, за исключением гис-тидина, подвергающегося внутримолекулярномудезаминированию. Рассмотрим более подробно механизм окислительногодезаминирования аминокислот, протекающего в две стадии. Первая стадияявляется ферментативной и завершается образованием неустойчивогопромежуточного продукта (иминокислота), который на второй стадии спонтаннобез участия фермента, но в присутствии воды распадается на аммиак и?-кетокислоту. Следует указать, что оксидазы аминокислот (L- иD-изомеров) являются сложными флавопротеинами, содержащими в качествекофермента ФМН или ФАД, которые выполняют в этой реакции роль акцепторов двухэлектронов и протонов, отщепляющихся от аминокислоты. Оксидазы L-аминокислотмогут содержать как ФМН, так и ФАД, а оксидазы D-аминокислот – только ФАД вкачестве простетической группы. Схематически реакции окислительногодезаминирования аминокислот с участием коферментов могут быть представлены вследующем виде: Восстановленные флавиннуклеотиды оксидаз L- и D-аминокислотмогут непосредственно окисляться молекулярным кислородом. При этом образуетсяперекись водорода, которая подвергается расщеплению под действием каталазы наводу и кислород. Впервые в лаборатории Д. Грина из ткани печени и почек крысбыла выделена оксидаза, катализирующая дезаминирование 12 природных(L-изомеров) аминокислот. Оказалось, однако, что этот фермент имеет оптимумдействия в щелочной среде (рН 10,0) и при физиологических значениях рН егоактивность на порядок ниже, чем при рН 10,0. В тканях животных и человекаотсутствует подобная среда, поэтому оксидазе L-ами-нокислот принадлежит,вероятнее всего, ограниченная роль в процессе окислительного дезаминированияприродных аминокислот. В животных тканях оксидазным путем со значительнобольшей скоростью дезами-нируются D-изомеры аминокислот. Эти данныеподтвердились после того, как из животных тканей был выделен специфическийфермент оксидаза D-аминокислот, который в отличие от оксидазы L-аминокислотоказался высокоактивным при физиологических значениях рН среды. Не до концаясным остается вопрос о том, каково значение столь активной оксидазыD-аминокислот в тканях, если поступающие с пищей белки и белки тела животныхи человека состоят исключительно из природных (L-изомеров) аминокислот.

Регуляция процессов азотистого обмена Регуляция процессов азотистого обмена Регуляция процессов азотистого обмена

Дополнительные материалы:

Нейрогуморальная регуляция


Похожие статьи:

  • Регуляция минерального обмена альдостероном

    Содержание натрия и калия. Его выделение регулируется юкстагломерулярным аппаратом почек. В его клетках присутствуют барорецепторы и Na-рецепторы,…

  • Регуляция белкового обмена в ходе онтогенеза

    КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра молекулярной биологии и медицинской генетики СРС 1 РЕФЕРАТ ТЕМА: «Изменения белкового…

  • Регуляция углеводного обмена

    Врегуляции обмена углеводов участвуют центральная нервная система, железы внутренней секреции, печень и некоторые витамины. Имеется прямая связь между…