Метаболизм аминокислот - История изменений

Ponts: /* Серотонин */

2016-05-13T22:09:30Z

‎Серотонин

Nico: /* Альбинизм (глазокожный альбинизм) */

2016-05-04T14:08:15Z

‎Альбинизм (глазокожный альбинизм)

Nico: Новая страница: «== Метаболизм аминокислот: получение энергии в виде АТФ, образование глюкозы и кетоновых…»

2016-05-04T13:56:18Z

Новая страница: «== Метаболизм аминокислот: получение энергии в виде АТФ, образование глюкозы и кетоновых…»

Новая страница

== Метаболизм аминокислот: получение энергии в виде АТФ, образование глюкозы и кетоновых тел ==
Рис. 46.1. Окисление аминокислот для получения энергии в виде АТФ
=== Катаболизм аминокислот для получения энергии в виде АТФ ===

Распространенная ошибка — представление о том, что углеродные «скелеты» [[Аминокислоты|аминокислот]] окисляются в цикле Кребса. Следует помнить, что в цикле Кребса окисляется ацетил-КоА — до 2 молекул СО2. Таким образом, чтобы полностью окислить аминокислоту, прежде ее надо преобразовать в ацетил-КоА. Так и происходит с большей частью аминокислот: из них образуется ацетил-КоА, который затем поступает в цикл Кребса. В процессе его окисления образуются НАДН и ФАДН2, необходимые для синтеза [[АТФ]] в дыхательной цепи. ''Примечание'': некоторые аминокислоты — [[гистидин]], глутамат, пролин и [[орнитин]] — вступают в цикл Кребса в виде [[Альфа-кетоглутарат|а-кетоглутарата]]. а-Кетоглутарат частично окисляется в цикле Кребса ферментом а-кетоглутаратдегидрогеназой с высвобождением одной молекулы СО2. Неиспользованная часть углеродного «скелета» теперь должна покинуть митохондрию, чтобы после ряда превращений вновь оказаться в ней в виде ацетил-КоА. И только потом он будет полностью окислен в цикле Кребса.

== Нарушение обмена аминокислот ==
Рис. 47.1. Болезнь кленового сиропа, гомоцистинурия и цистинурия
=== Болезнь кленового сиропа ===

'''Болезнь кленового сиропа''' наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Причина болезни — недостаточность дегидрогеназы а-кетокислот с разветвленной цепью (рис. 47.1). Эти а-кетокислоты образуются из [[Аминокислоты с разветвленными боковыми цепями|аминокислот с разветвленной цепью]] — изолейцина, валина и [[лейцин]]а. При недостаточности фермента они накапливаются и выводятся с мочой, придавая ей характерный запах кленового сиропа. И аминокислоты с разветвленной цепью, и а-кетокислоты с разветвленной цепью относятся к нейротоксичным веществам. Если они накапливаются в крови, развиваются тяжелые неврологические нарушения, возможны отек головного мозга, умственная отсталость. Для лечения болезни необходимо употреблять в пищу продукты с низким содержанием этих аминокислот.

=== Гомоцистинурия ===

Не так давно повышенную концентрацию гомоцистеина в крови включили в факторы риска развития [[Сердечно-сосудистая патология|сердечно-сосудистых заболеваний]]. Впрочем, уже довольно давно было замечено, что без лечения при гомоцистинурии часто развиваются поражения сосудов. Кроме того, у таких больных нарушается структура хрящевой ткани, что приводит к [[остеопороз]]у, смещению хрусталика глаза и долихостеномелии (от греческого dolicho — длинный, stems — узкий, melos — конечность; эта аномалия также называется «паучья кисть»). Классическая форма гомоцистинурии развивается при нарушении работы цистатионин-β-синтазы. При недостаточности другого фермента — метионинсинтазы (метилтетрагидрофо-латгомоцистеинметилтрансферазы) — наблюдается гипергомоцистинурия.

Обратите внимание на орфографию: при гомоцистинурии повышен сывороточный гомоцистеин.

Рис. 47.2. Альбинизм и алкаптонурия
==== Недостаточность метионинсинтазы ====

'''Метионинсинтаза''' — В12-зависимый фермент; который в качестве кофермента использует N5-метилтетрагидрофолат (рис. 47.1). Этот фермент катализирует перенос метальной группы с N5-метилтетрагидрофолата на гомоцистеин с образованием [[метионин]]а. При недостаточности метионинсинтазы накапливается гомоцистеин, что приводит к гипергомоцистинемии, мегалобластной анемии и задержке умственного развития. В ряде случаев состояние больных улучшается при приеме [[Фолиевая кислота|фолатов]] и [[Цианокобаламин|витамина В12]]. Кроме того, можно принимать [[Бетаин (Betaine)|бетаин]]: в этом случае используется обходной метаболический путь, в котором бетаин отдает метальную группу гомоцистеину для образования метионина.

==== Недостаточность цистатионин-β-синтазы ====

'''Недостаточность цистатионин-β-синтазы''' наследуется по аутосомно-рецессивному типу (рис. 47.1). Это самая распространенная причина гомоцистанурии. Среди всех нарушений аминокислотного обмена недостаточность цистатаонин-β-синтазы находится на втором месте по излечимости. Так, в ряде случаев состояние больных улучшается при приеме пиридоксина, однако многим больным он не помогает. Пероральное употребление бетаина нередко способствует эффективному снижению уровня гомоцистеина в сыворотке крови.

=== Цистинурия ===

'''Цистинурия''' наследуется по аутосомно-рецессивному типу. При цистинурии нарушено обратное всасывание некоторых аминокислот в почечных канальцах: цистина, орнитина, [[аргинин]]а и [[лизин]]а. Цистин (димер [[цистеин]]а) плохо растворим в воде и накапливается в канальцевой жидкости, образуя камни в почках и мочевом пузыре (развивается так называемый цистиновый уролитиаз). Свое название цистин получил после того, как в мочевом пузыре (cyst) были обнаружены цистиновые камни.

=== Алкаптонурия ===

'''Алкаптонурия''' наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Это легкое заболевание, которое никак не влияет на продолжительность жизни. Причина развития алкаптонурии — недостаточность оксидазы гомогентизиновой кислоты (рис. 47.2). Накапливающаяся гомогентизиновая кислота выводится вместе с мочой и постепенно окисляется на воздухе в пигмент черного цвета. Обычно болезнь выявляется, когда родители замечают черные пятна на пеленках и подгузниках.

Кроме того, следы пигмента постепенно накапливаются и в тканях, особенно в хрящевой. В четвертой декаде жизни они придают ушному хрящу голубовато-черную или серую окраску.

=== Альбинизм (глазокожный альбинизм) ===

'''Альбинизм''' — нарушение синтеза или обмена кожного пигмента меланина (рис. 47.2). Глазокожный альбинизм I типа развивается из-за нарушения структуры тирозиназы и наследуется по аутосомно-рецессивному типу. При этом заболевании в волосах, глазах и коже полностью отсутствует пигмент. Из-за отсутствия меланина в коже у таких больных повышен риск развития рака кожи.

== Читайте также ==

*[[Регуляция гликолиза и цикл Кребса]]
*[[Аминокислоты - вред и побочные эффекты]]
*[[Аминокислоты в спорте]]

@@ Строка 87: / Строка 87: @@
 === Серотонин ===
-Серотонин (5-гидрокситриптамин) образуется из триптофана в индоламиновом метаболическом пути. Серотонин отвечает за хорошее настроение. При снижении уровня серотонина в мозге развивается депрессия. Селективные ингибиторы обратного захвата серотонина — класс хорошо зарекомендовавших себя лекарств-антидепрессантов. Они продлевают присутствие серотонина в синаптической щели и, таким образом, стимулируют передачу сигналов между нейронами. При этом возникает ощущение эйфории.
+[[Серотонин]] (5-гидрокситриптамин) образуется из триптофана в индоламиновом метаболическом пути. Серотонин отвечает за хорошее настроение. При снижении уровня серотонина в мозге развивается депрессия. Селективные ингибиторы обратного захвата серотонина — класс хорошо зарекомендовавших себя лекарств-антидепрессантов. Они продлевают присутствие серотонина в синаптической щели и, таким образом, стимулируют передачу сигналов между нейронами. При этом возникает ощущение эйфории.
 === Моноаминовая теория патогенеза депрессии ===

← Предыдущая		Версия 14:08, 4 мая 2016
Строка 39:		Строка 39:

	'''Альбинизм''' — нарушение синтеза или обмена кожного пигмента меланина (рис. 47.2). Глазокожный альбинизм I типа развивается из-за нарушения структуры тирозиназы и наследуется по аутосомно-рецессивному типу. При этом заболевании в волосах, глазах и коже полностью отсутствует пигмент. Из-за отсутствия меланина в коже у таких больных повышен риск развития рака кожи.		'''Альбинизм''' — нарушение синтеза или обмена кожного пигмента меланина (рис. 47.2). Глазокожный альбинизм I типа развивается из-за нарушения структуры тирозиназы и наследуется по аутосомно-рецессивному типу. При этом заболевании в волосах, глазах и коже полностью отсутствует пигмент. Из-за отсутствия меланина в коже у таких больных повышен риск развития рака кожи.
		+
		+	== Метаболизм фенилаланина и тирозина в норме и при патологии ==
		+	Рис. 48.1. Метаболизм фенилаланина и тирозина в норме и патологии
		+
		+	=== Метаболизм фенилаланина и тирозина в норме ===
		+
		+	[[Фенилаланин]] — [[Незаменимые аминокислоты\|незаменимая аминокислота]]. При окислении 4-го атома углерода ароматического кольца фенилаланина образуется [[тирозин]]. Катализирует эту реакцию фенилалаиингидроксилаза (ее другое название — фенилаланин-4-монооксигеназа), а кофактор этого фермента является тетрагидробиоптерин (ВН4). '''Тирозин''' — предшественник [[Катехоламины\|катехоламинов]]: [[дофамин]]а, [[норадреналин]]а и [[адреналин]]а, а также [[Гормоны щитовидной железы\|гормонов щитовидной железы]] (трийодтиронина и [[тироксин]]а). Название «адреналин» имеет латинское происхождение и отражает место синтеза этого гормона — «над почкой». Американцы в погоне за независимостью называют этот же гормон «эпинефрин» (что значит «над почкой» по-гречески). Итак, название гормона связано с органом, где происходит его секреция — с мозговым веществом [[Надпочечники\|надпочечника]]. Англичане называют надпочечник adrenal gland, американцы — epinephral gland.
		+
		+	=== Нарушение метаболизма фенилаланина. Фенилкетонурия ===
		+
		+	'''Фенилкетонурия''' — наследственная болезнь, при которой нарушен метаболизм фенилаланина, и фенилаланин вместе с кетоном фенилпируватом накапливается в организме. Без лечения фенилкетонурия приводит к умственной отсталости. Скрининг новорожденных (с помощью недавно введенного метода тандем-масс-спектрометрии) позволяет диагностировать фенилкетонурию сразу же после рождения и начать лечение, при котором риск умственной отсталости снижается до минимального. Классическая фенилкетонурия наследуется по аутосомно-рецессивному типу. При этом заболевании снижена активность фенилаланингидроксилазы, и лечение заключается в переводе на диету с низким содержанием фенилаланина. У некоторых больных уровень фенилаланина в крови снижается при проведении перорального нагрузочного теста с тетрагидробиоптерином (ВН4), особенно если используется чистый 611-ВН4-диастереоизомер.
		+
		+	=== Нарушение метаболизма тирозина: алкаптонурия и альбинизм ===
		+
		+	=== Метаболизм дофамина, норадреналина и адреналина ===
		+
		+	==== Биосинтез ====
		+
		+	'''Тирозин''' — предшественник катехоламинов: дофамина, норадреналина и адреналина. Адреналин запасается в хромаффинных клетках мозгового вещества надпочечников; он секретируется в экстренных, стрессовых ситуациях. Норадреналин (префикс «нор» означает отсутствие метальной группы) является нейромедиатором: он секретируется в синаптической щели в области нервного окончания. Дофамин — промежуточное вещество в биосинтезе норадреналина и адреналина. Он содержится в дофаминергических нейронах черной субстанции (substantia nigra) головного мозга.
		+
		+	==== Катаболизм ====
		+
		+	Главную роль ферменты в [[катаболизм]]е катехоламинов играют ферменты '''катехол-О-метилтрансфераза (КОМТ)''' и '''моноаминоксидаза (МАО)'''. КОМТ переносит метальную группу с S-аденозиметилметионина на кислород у третьего атома углерода ароматического кольца катехоламина (рис. 48.1). После этого возможны два равновероятных варианта развития событий. В первом случае катехоламины сначала метилируются катехол-О-метилтрансферазой и образуются «метилированные амины» — норметадреналин и метадреналин, которые далее подвергаются окислительному дезаминированию МАО, и продукт МАО-реакции окисляется до З-метокси-4-гидроксиминдальной кислоты (ее другое название — ванил ил миндальная кислота). Если же события развиваются по второму пути, катехоламины сначала вступают в реакцию с МАО, в которой происходит их окислительное дезаминирование. Далее следует реакция окисления, продукты этой реакции метилирует КОМТ и образуется 3-метокси-4-гидроксиминдальная кислота.
		+
		+	=== Метаболизм катехоламинов при патологиях ===
		+	==== Недостаток дофамина при болезни Паркинсона ====
		+
		+	При «дрожательном параличе» (так впервые в 1817 г. была названа [[Болезнь Паркинсона (препараты)\|болезнь Паркинсона]]) происходит разрушение дофаминсодержащих нейронов черной субстанции (substantia nigra) головного мозга. Существенные достижения в лечении этой болезни были достигнуты, когда больным стали назначать L-ДОФА (леводопа) — предшественник дофамина. В отличие от дофамина, леводопа может проходить через гематоэнцефалический барьер. Эффективным оказался дополнительный прием карбидопы и бенсеразида. Эти вещества не проходят через гематоэнцефалический барьер; они подавляют активность периферической декарбоксилазы и не позволяют ей расщеплять L-ДОФА. Благодаря этому больные могут принимать гораздо меньшие дозы L-ДОФА.
		+
		+	==== Избыточное образование адреналина при феохромоцитоме ====
		+
		+	'''Феохромоцитома''' — редко встречающаяся опухоль мозгового вещества надпочечников, которая синтезирует избыток адреналина и/или норадреналина. До 1990 г. феохромоцитома часто оставалась нераспознанной, и в большинстве случаев опухоль диагностировалась уже при вскрытии. В настоящее время диагноз можно установить с помощью магнитно-резонансной томографии брюшной полости, после чего опухоль удаляют хирургическим путем. При феохромоцитоме больные страдают от приступов сильной гипертензии, повышенного потоотделения и головной боли. Из-за приступообразного характера симптомов кровь и мочу для анализа необходимо собирать сразу после приступа; результаты анализов, собранных в промежутки между кризами, часто оказываются нормальными. При диагностике заболевания измеряют уровень метадреналина, норметадреналина и вани-лилминдальной кислоты в моче. Иногда показателен и уровень адреналина и норадреналина в крови.
		+
		+	==== Избыточное образование дофамина ====
		+
		+	'''Нейробластома''' — опухоль, синтезирующая избыток дофамина. Она может развиться в любом месте организма. Нейробластомы образуются из клеток нервного гребня и обычно появляются у детей до 5 лет. Диагностическое значение имеет повышение уровня ванилилминдальной кислоты и продукта катаболизма дофамина — гомованилиновой кислоты в моче.
		+
		+	== Продукты метаболизма триптофана и гистидина ==
		+	Рис. 49.1. Метаболизм триптофана в кинурениновом (с образованием НАД+ и НДДФ+) и индоламиновом пути (с образованием серотонина и мелатонина)
		+
		+	[[Триптофан]] — предшественник [[Переносчики водорода: коферменты НАД+ и НАДФ+\|НАД+, НАДФ+]], [[серотонин]]а и [[мелатонин]]а
		+
		+	=== Образование НАД+ и НАДФ+ в кинурениновом метаболическом пути ===
		+
		+	'''Кинурениновый путь''' — основной путь метаболизма триптофана. В нем образуются предшественники НАД+ и НАДФ+ (они также синтезируются из поступающего с пищей [[ниацин]]а). В среднем из 60 мг триптофана образуется 1 мг ниацина.
		+
		+	=== Серотонин ===
		+
		+	Серотонин (5-гидрокситриптамин) образуется из триптофана в индоламиновом метаболическом пути. Серотонин отвечает за хорошее настроение. При снижении уровня серотонина в мозге развивается депрессия. Селективные ингибиторы обратного захвата серотонина — класс хорошо зарекомендовавших себя лекарств-антидепрессантов. Они продлевают присутствие серотонина в синаптической щели и, таким образом, стимулируют передачу сигналов между нейронами. При этом возникает ощущение эйфории.
		+
		+	=== Моноаминовая теория патогенеза депрессии ===
		+
		+	Моноаминовая теория патогенеза [[Депрессия\|депрессии]] была предложена более 35 лет назад для описания биохимических нарушений при депрессии. Согласно этой теории, депрессия развивается при недостатке моноаминов (например, норадреналина и серотонина) в синапсах, что приводит к снижению синаптической активности в головном мозге. Напротив, избыточное количество моноаминов в синапсах и повышенная синаптическая активность в головном мозге приводят к чрезмерной эйфории, развивается маниакальный синдром.
		+
		+	Известно, что системное введение [[Кортикостероиды - показания к применению\|кортикостероидов]] снижает уровень серотонина. [[Кортикостероиды]] стимулируют активность диоксигеназы, и триптофан поступает преимущественно в кинурениновый метаболический путь, минуя индоламиновый путь (и соответственно синтез серотонина). Низкое содержание серотонина в головном мозге может быть причиной депрессии. Больные с высоким уровнем кортизола (например, при синдроме Кушинга) подвержены депрессиям, что находится в соответствии с моноаминовой теорией.
		+
		+	=== Карциноидный синдром и 5-гидроксииндолуксусная кислота ===
		+
		+	[[Серотонин]] превращается в 5-гидроксииндолуксусную кислоту, которая выводится с мочой. При карционидном синдроме уровень 5-гидроксииндолуксусной кислоты в моче повышен.
		+
		+	=== Мелатонин ===
		+
		+	[[Мелатонин]] образуется из серотонина в клетках эпифиза и секретируется в период темного времени суток. Обычно секреция мелатонина начинается ночью и способствует засыпанию. В период светлого времени суток концентрация мелатонина в крови очень низка.
		+
		+	=== Гистамин ===
		+
		+	[[Гистамин]] участвует в формировании местного иммунного ответа и [[Аллергия\|аллергических реакциях]]. Он также стимулирует секрецию соляной кислоты желудочного сока. Гистамин образуется при декарбоксилировании гистидина.

	== Читайте также ==		== Читайте также ==