БИОХИМИЯ - Основные питательные вещества человека - 2016 год

1. БЕЛКИ

1.6. Обмен белков

1.6.4. Метаболизм аминокислот

Всасывание аминокислот сопровождается значительным потреблением энергии, источником которой является АТФ. Это необходимо учитывать спортсменам в режиме тренировочного процесса. Есть мясо за 2 - 3 часа до соревнования нельзя, так как на переваривание белков пищи израсходуется АТФ, и высоких результатов достичь будет нельзя.

Всосавшиеся аминокислоты подвергаются различным внутриклеточным превращениям: помимо синтеза белков аминокислоты используются еще и для синтеза ряда небелковых соединений, имеющих важное биологическое значение. Так, из аминокислот синтезируются глюкоза, азотистые основания, небелковая часть гемоглобина (гем), гормоны адреналин, тироксин и очень важное соединение, участвующее в энергообеспечении мышечной работы, - креатин.

При избыточном поступлении белков с пищей часть аминокислот из желудка не успевает попасть в кровь и с непереваренными белками подвергается воздействию микрофлоры нижних отделов кишечника (гнилостных микроорганизмов). В результате образуются ядовитые вещества - амины, фенолы, индол, скатол, меркаптан, которые попадают в печень, там обезвреживаются и удаляются из организма с мочой.

Часть аминокислот подвергается распаду и превращается в конечные продукты: СO₂, Н₂O и NH₃. Распад начинается с реакций, общих для большинства аминокислот. К ним относятся декарбоксилирование, дезаминирование и трансаминирование (переаминирование).

Декарбоксилирование - отщепление от аминокислот карбоксильной группы в виде углекислого газа.

Дезаминирование - отщепление аминогруппы в виде NH₃.

У человека дезаминирование аминокислот идет окислительным путем.

Трансаминирование (переаминирование) - реакция между аминокислотами и α - кетокислотами, в ходе которой ее участники обмениваются функциональными группами, при этом аминокислота превращается в а-кетокислоту, а кетокислота становится аминокислотой.

Трансаминированию подвергаются все аминокислоты. В этой реакции участвует кофермент - фосфопиридоксаль, для образования которого необходим витамин В₆ - пиридоксин.

Трансаминирование - это главное превращение аминокислот в организме, так как его скорость значительно выше, чем у реакций декарбоксилирования и дезаминирования.

Данная реакция выполняет две основные функции.

1. За счет трансаминирования одни аминокислоты превращаются в другие. При этом общее количество аминокислот не меняется, но изменяется соотношение между ними. С пищей в организм поступают чужеродные белки, у которых аминокислоты находятся в иных пропорциях по сравнению с белками организма. Путем трансаминирования в организме происходит корректировка соотношения аминокислот.

2. Трансаминирование является составной частью косвенного (непрямого) дезаминирования аминокислот - процесса, с которого начинается распад большинства аминокислот. На первой стадии этого процесса аминокислоты вступают в реакцию трансаминирования с α - кетоглутаровой кислотой (α - кетокислотой). Аминокислоты при этом превращаются в а-кетокислоты, а α - кетоглутаровая кислота переходит в глутаминовую кислоту (α - аминокислоту). На второй стадии образовавшаяся глутаминовая кислота подвергается дезаминированию, от нее отщепляется аммиак (NH₃), и снова образуется а-кетоглутаровая кислота.

Косвенное дезаминирование аминокислот

Суммарное уравнение косвенного дезаминирования совпадает с уравнением прямого дезаминирования:

Отсюда следует, что реакцией, с которой начинается распад аминокислот в организме, является трансаминирование.

Образовавшиеся в ходе косвенного дезаминирования а-кетокислоты далее подвергаются глубокому распаду и превращаются в конечные продукты СО₂ и Н₂O. Для каждой из 20 кетокислот (их образуется столько же, сколько видов аминокислот имеется) существуют свои специфические пути распада. Однако при распаде некоторых аминокислот в качестве промежуточного продукта синтезируется пировиноградная кислота, из которой возможен синтез глюкозы. Поэтому аминокислоты, из которых возникает пировиноградная кислота, получили название глюкогенные. Другие же кетокислоты при распаде пируват не образуют, промежуточным продуктом у них является ацетил- кофермент А, из которого глюкоза не синтезируется, но зато могут синтезироваться кетоновые тела. Аминокислоты, соответствующие таким кетокислотам, называются кетогенными.

Второй продукт косвенного дезаминирования аминокислот - аммиак. Для организма аммиак является высокотоксичным соединением. Образование аммиака усиливается при мышечной деятельности, возбуждении ЦНС. В организме есть молекулярные механизмы его обезвреживания.