Обезвреживание продуктов гниения аминокислот

Важная и проверенная информация на тему: "обезвреживание продуктов гниения аминокислот" от профессионалов для спортсменов и новичков.

Превращения аминокислот под действием микрофлоры кишечника

Известно, что микроорганизмы кишечника для своего роста также нуждаются в доставке с пищей определенных аминокислот. Микрофлора кишечника располагает набором ферментных систем, отличных от соответствующих ферментов животных тканей и катализирующих самые разнообразные превращения пищевых аминокислот. В кишечнике создаются оптимальные условия для образования ядовитых продуктов распада аминокислот: фенола, индола, крезола, скатола, сероводорода, метилмер-каптана, а также нетоксичных для организма соединений: спиртов, аминов, жирных кислот, кетокислот, оксикислот и др.

Все эти превращения аминокислот, вызванные деятельностью микроорганизмов кишечника, получили общее название «гниение белков в кишечнике». Так, в процессе распада серосодержащих аминокислот (цистин, цистеин, метионин) в кишечнике образуются сероводород H2S и метил-меркаптан CH3SH. Диаминокислоты – орнитин и лизин – подвергаются процессу декарбоксилирования с образованием аминов – путресцина и кадаверина.

Из ароматических аминокислот: фенилаланин, тирозин и триптофан – при аналогичном бактериальном декарбоксилировании образуются соответствующие амины: фенилэтиламин, параоксифенилэтиламин (или тира-мин) и индолилэтиламин (триптамин). Кроме того, микробные ферменты кишечника вызывают постепенное разрушение боковых цепей циклических аминокислот, в частности тирозина и триптофана, с образованием ядовитых продуктов обмена – соответственно крезола и фенола, скатола и индола.

После всасывания эти продукты через воротную вену попадают в печень, где подвергаются обезвреживанию путем химического связывания с серной или глюкуроновой кислотой с образованием нетоксичных, так называемых парных, кислот (например, фенолсерная кислота или ска-токсилсерная кислота). Последние выделяются с мочой.

Механизм обезвреживания этих продуктов изучен детально. В печени содержатся специфические ферменты – арилсульфотрансфераза и УДФ-глюкоронилтран-сфераза, катализирующие соответственно перенос остатка серной кислоты из ее связанной формы – 3′-фосфоаденозин-5′-фосфосульфата (ФАФС) и остатка глюкуроновой кислоты также из ее связанной формы – уридил-дифосфоглюкуроновой кислоты (УДФГК) на любой из указанных продуктов.

Индол (как и скатол) предварительно подвергается окислению в индоксил (соответственно скатоксил), который взаимодействует непосредственно в ферментативной реакции с ФАФС или с УДФГК. Так, индол связывается в виде эфиросерной кислоты. Калиевая соль этой кислоты получила название животного индикана, который выводится с мочой (см. главу 18). По количеству индикана в моче человека можно судить не только о скорости процесса гниения белков в кишечнике, но и о функциональном состоянии печени. О функции печени и ее роли в обезвреживании токсичных продуктов часто также судят по скорости образования и выделения гиппуровой кислоты с мочой после приема бензойной кислоты (см. главу 16).

Таким образом, организм человека и животных обладает рядом защитных механизмов синтеза, биологическая роль которых заключается в обезвреживании токсичных веществ, поступающих в организм извне или образующихся в кишечнике из пищевых продуктов в результате жизнедеятельности микроорганизмов.

Нарушение переваривания белков и транспорта аминокислот

Непереносимость белков пищи (например, молока и яиц) у взрослых людей. В норме у взрослых людей из кишечника кровь попадают только лишенные антигенных свойств аминокислоты. Однако, у некоторых людей происходит всасывание в ЖКТ недопериваренных пептидов, антигенные свойства которых вызывают иммунные реакций.

У новорожденных проницаемость слизистой оболочки кишечника выше, чем у взрослых, поэтому в кровь поступают белки (антитела) молозива, необходимые для создания пассивного иммунитета. Процесс облегчается наличием в молозиве белка — ингибитора трипсина и низкой активностью протеолитических ферментов новорождённых.

При заболевании целиакии (нетропической спру) происходит нарушение клеток слизистой оболочки кишечника, где всасываются небольшие негидролизованные пептиды. Целиакия характеризуется повышенной чувствительностью к глютену — белку клейковины зёрен злаков, употребляемых с пищей человеком. Этот белок оказывает токсическое действие на слизистую оболочку тонкой кишки, что приводит к её патологическим изменениям и нарушению всасывания.

Цистинурия, болезнь Хартнапа и некоторые другие, возникают вследствие дефекта переносчиков нейтральных аминокислот в кишечнике и почках. Описана врождённая патология, связанная с дефектом фермента 5-оксопролиназы. При этом с мочой выделяется оксопролин. У этих больных нарушены транспорт аминокислот в ткани и их метаболизм в клетках.

«Гниение» белков в кишечнике. Роль УДФ-глюкуроновой кислоты и ФАФС в процессах обезвреживания и выведения продуктов «гниения» (фенол, индол, скатол, индоксил и др.).

Гниение – (putrefacio) процесс расщепления азотсодержащих, главным образом белковых веществ, в результате жизнедеятельности микроорганизмов.

В аэробных условиях белковые молекулы подвергаются более глубокому распаду с образованием множества промежуточных продуктов, распад идет вплоть до воды и газов.

В анаэробных условиях образуется меньше продуктов распада, но они являются более токсичными. В процессе гниения образуются так называемые трупные яды или птомаины.

При распаде цистеина, цистина и метионина образуются таурин (C2H7NO3S), этилсульфид (C4H10S), метилмеркаптан (CH3-SH), сероводород, аммиак, метиламин (CH3-NH2), диметиламин ((CH3)2 NH), триметиламин ((CH3)3 NH), углекислота, водород, метан.

Из гистидина образуются гистамин, имидазолилпировиноградная и уроканиновая кислоты.

Из фенилаланина и тирозина образуются фенилпировиноградная, параоксифенилпировиноградная, фенилмолочная и оксифенилмолочная кислоты. Оксифенилмолочная кислота превращается в кумаровую кислоту, крезол (HO-C6H4-CH3), оксибензойную кислоту (HO-C6H4-COOH) и фенол (HO-C6H5).

Читайте так же:  Сывороточный протеин для набора мышечной массы

При декарбоксилировании фенилаланина, тирозина и 5-окситриптофана образуются фенилэтиламин, тирамин и серотонин, обладающие сильными фармакодинамическими свойствами.

Из триптофана образуются окси и кетокислоты (индолилпропионовая и скатоуксусная кислоты), а также скатол и индол, имеющие токсические свойства.

В кишечнике под действием микрофлоры триптафан подвергается процессу гниения с образованием токсичных соединений: скатола, индола и триптамина.

Триптамин — галлюциноген и возбудитель; вызывает сонное оцепенение без вялости и утомления. Присутствие скатола в кале и придает фекалиям характерный запах.

Из лизина бактериями при декарбоксилировании образуется кадаверин NH2(CH2)5NH2. Ядовитость кадаверина относительно невелика. Обнаружен у растений.

Из орнитина NH2CH2CH2CH2CH(NH2)СООН бактериями при декарбоксилировании образуется путресцин H2N(CH2)4NH2. В тканях организма путресцин — исходное соединение для синтеза двух физиологически активных полиаминов — спермидина и спермина. Эти вещества наряду с путресцином, кадаверином и другими диаминами входят в состав рибосом, участвуя в поддержании их структуры.

Пуриновые основания при гниении превращаются в гипоксантин и ксантин, а при участии ксантиноксидазы переходят в мочевину и углекислый аммиак.

Гем в процессе гниения переходит в гематин или стеркобилиноген.

Холестерин (C27H46O) превращается в копростерин (C27H48O).

Биохимия инет

Название Биохимия инет
Анкор 342761.doc
Дата 02.05.2017
Размер 2.33 Mb.
Формат файла
Имя файла 342761.doc
Тип Документы
#6168
страница 24 из 32

5.2. Гниение аминокислот, обезвреживание продуктов гниения

Аминокислоты, которые не подверглись всасыванию, поступают в толстую кишку, где подвергаются гниению. ГНИЕНИЕ АМИНОКИСЛОТ — это процесс распада аминокислот под действием ферментов, вырабатывающихся микрофлорой толстого отдела кишечника. Аминокислоты при гниении подвергаются следующим превращениям:

Подвергаются орнитин и лизин. ОРНИТИН в состав белков не входит, но обязательно содержится в организме.

Проукты декарбоксилирования — ПУТРЕСЦИН и КАДАВЕРИН — являются токсическими веществами. Они входят в состав трупных ядов.

Рис. Превращение орнитина и лизина

ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ: (на примере аланина)

Десульфированию подвергаются серосодержащие аминокислоты (метионин, цистеин). В результате образуются сероводород, метилмеркаптан.

РАСПАД ЦИКЛИЧЕСКИХ АМИНОКИСЛОТ

При распаде тирозина, фенилаланина, триптофана образуются метан, углекислый газ, аммиак, фенол, крезол, индол.

Все эти вещества токсические. Они поступают в печень, где и происходит их обезвреживание. В печени имеется две системы, участвующие в обезвреживании этих веществ:

1. УДФГК — УРИДИНДИФОСФОГЛЮКУРОНОВАЯ К-ТА.

2. ФАФС — ФОСФОАДЕНОЗИНФОСФОСУЛЬФАТ.

Процесс обезвреживания — это процесс конъюгации токсических веществ с компонентами одной из этих систем, и образования конъюгатов, которые являются уже нетоксичными веществами.

Рис. Обезвреживание фенола, крезола, индола

ИНДОКСИЛСУЛЬФАТ нейтрализуется и превращается в натриевую или калиевую соль.

Все эти вещества выводятся из организма с мочой.

В норме реакция на индол должна быть отрицательна. При положительной реакции на индол — нарушена обезвреживающая функция печени. Положительная реакция на ИНДИКАН наблюдается при очень активном гниении белков в толстом кишечнике.

Предыдущий раздел Раздел верхнего уровня Следующий раздел

5.3. Метаболизм аминокислот

Источниками аминокислот в клетке являются:

1. белки пищи после их гидролиза в органах пищеварения;

3. распад тканевых белков.

Тканевые белки подвергаются гидролитическому расщеплению при участии тканевых ПРОТЕАЗ — КАТЕПСИНОВ, которые в основном находятся в ЛИЗОСОМАХ. Выделяют разные КАТЕПСИНЫ, которые отличаются оптимумом рН и специфичностью действия. Распад тканевых белков необходим для обновления белков, а также для устранения дефектных молекул белка.

Несмотря на то, что почти для каждой аминокислоты выяснены индивидуальные пути обмена, известен ряд превращений, общих для многих аминокислот:

ТРАНСАМИНИРОВАНИЕ – реакции межмолекулярного переноса аминогруппы от аминокислоты на кетокислоту без промежуточного образования аммиака.

Особенности реакций трансаминирования:

· протекают при участии ферментов — аминотрансфераз;

· для реакций необходим кофермент – пиридоксальфосфат (ПФ);

· могут подвергаться все аминокислоты кроме лиз, тре;

· в результате реакции образуются новая аминокислота и новая кетокислота.

Рис. Пример реакции трансаминирования (действие аспарагиновой аминотрансферазы)

Роль реакций ТРАНСАМИНИРОВАНИЯ:

1. Синтез заменимых аминокислот. При этом происходит перераспределение азота в органах и тканях;

2. Являются начальным этапом катаболизма аминокислот.

Реакции ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ – отщепление альфа – карбоксильной группы аминокислот в виде углекислого газа.

При этом аминокислоты в тканях образуют биогенные амины, которые являются биологически активными веществами (БАВ). Среди них могут быть соединения, которые выполняют функции:

1. НЕЙРОМЕДИАТОРОВ (СЕРОТОНИН, ДОФАМИН, ГАМК),

2. Гормоны (АДРЕНАЛИН, НОРАДРЕНАЛИН),

3. Регуляторы местного действия (ГИСТАМИН).

Рис. Декарбоксилирование глутаминовой килоты

ГАМК является НЕЙРОМЕДИАТОРОМ тормозного действия, поэтому препараты на основе ГАМК используются в клинике для лечения некоторых заболеваний ЦНС. Эта реакция используется в педиатрической практике: детям при сильном возбуждении используют раствор витамина В6, который стимулирует процесс образования ГАМК.

ДОФАМИН является НЕЙРОМЕДИАТОРОМ возбуждающего действия. Он является основой для синтеза АДРЕНАЛИНА и НОРАДРЕНАЛИНА.

Рис. Декарбоксилирование гистидина

Реакции ДЕЗАМИНИРОВАНИЯ — отщепление NН2-группы в виде аммиака.

[1]

Непосредственно, ОКИСЛИТЕЛЬНОМУ ДЕЗАМИНИРОВАНИЮ подвергается только ГЛУ.

Рис. Окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты

Этому виду дезаминирования подвергаются остальные аминокислоты, но через стадию трансаминирования с альфа-кетоглутаровой кислотой. Затем глутаминовая кислота (продукт этой реакции) подвергается окислительному дезаминированию.

Анализ желудочного содержимого. Гниение аминокислот в кишечнике».

Тема: «Белковый обмен. Переваривание белков в желудочно-кишечном тракте.

Анализ желудочного содержимого. Гниение аминокислот в кишечнике».

Лектор: к.б.н., доцент Русецкая Наталья Юрьевна

1. Понятие о белковом обмене и азотистом балансе.

2. Переваривание белков в желудочно-кишечном тракте. Регуляция этих процессов.

3. Всасывание аминокислот.

4. Анализ желудочного содержимого.

5. Гниение аминокислот в кишечнике и обезвреживание продуктов гниения.

1. Понятие о белковом обмене и азотистом балансе.Белковый обмен – это совокупность биохимических реакций, отражающий метаболизм пептидов и аминокислот. Белковый обмен занимает первостепенное значение для существования живых организмов.

Отличительная особенность обмена белков – белки не депонируются в организме (как гликоген в печени и мышцах или жиры в подкожной жировой клетчатке и сальнике). При этом в организме взрослого человека ежесуточно должно обновляться 400 г. Основным источником АК для синтеза белков тканей человека являются белки пищи.

Суточная потребность взрослого человека в белках составляет около 100 г. При повышенной физической активности потребность в белках возрастает до 150 г/сутки.

Следует отметить, что белки животного происхождения (белки мяса, молока, яиц, рыбы) имеют большую биологическую ценность по сравнению с растительными беками, поскольку животные белки содержат АК в соотношении близком к белкам тканей человека и перевариваются быстрее.

Недостаточное поступление белков с пищей может привести к нарушению азотистого обмена. Наиболее тяжёлой формой белкового голодания является квашиоркор («золотой мальчик»), который характеризуется тяжелыми нарушениями функций, печени, почек и нервной системы вследствие употребления детьми растительной пищи. Смертность детей от квашиоркора 50-90%.

Показателем белкового и аминокислотного обмена является азотистый баланс.

Азотистый баланс организма – это разность между введенным с пищей азотом и выведенным из организма (в граммах).

Положительный азотистый баланс — если количество выводимого азота из организма меньше количества вводимого с пищей азота. Это свидетельствует о высоком уровне биосинтетических процессов. Положительный азотистый баланс характерен для детей, кормящих матерей, беременных.

При отрицательном азотистом балансе количество выделяемого азота превышает количество вводимого азота. Такое состояние имеет место при тяжелых заболеваниях, при голодании, у людей пожилого возраста, при неполноценном белковом питании.

При состоянии азотистого равновесия количество азота, теряемого организмом, равно количеству принимаемого с пищей азота. Азотистый баланс равен нулю. Это состояние характерно для здорового взрослого человека, получающего полноценную белковую пищу. Так, взрослый человек, занимающийся умственным трудом и со средней физической нагрузкой должен получать 100-120 г. белка в сутки, люди физического труда 130-150 г белка в сутки.

2. Переваривание белков в желудочно-кишечном тракте. Регуляция этих процессов.

Переваривание белков осуществляют ферменты класса гидролазы, подкласса пептидазы. Протеолитические ферменты ЖКТ разделяются на 2 группы:

пепсин, гастриксин, (желудок) карбоксипептидазы А и В (поджел. ж-за)

трипсин, химотрипсин аминопептидаза, ди- и трипептидазы (кишечный сок)

эластаза (поджел. ж-за)

Основная роль в переваривании белков принадлежит желудку. Слизистая желудка – гастральная система, имеющая совокупность разнообразных клеток: 1) главные клетки вырабатывают пепсиноген; 2) обкладочные клетки – HCl; 3) добавочные клетки – слизь.

Париетальные (обкладочные) клетки секретируют в полость желудка также гликопротеин, который называют «внутренним фактором» (фактором Касла). Этот белок связывает «внешний фактор» — витамин В12, предотвращает его разрушение и способствует всасыванию.

Видео (кликните для воспроизведения).

Обкладочные клетки желудка вырабатывают HCL, которая является важнейшим компонентом желудочного сока. HCl синтезируется в обкладочных клетках желудка из хлоридов крови, диффундирующих через клеточную мембрану и соединяются с ионами водорода. Протоны водорода освобождаются при диссоциации H2CO3 и при участии фермента карбангидразы.

Биологическая роль соляной кислоты.

1. создает оптимум рН для активности пепсина.

2. активирует пепсиноген.

3. оказывает бактерицидное действие.

4. способствует частичной денатурации пищевых белков.

Переваривание белков в желудке

Желудочный сок имеет pH = 1,5-2,5. Главные клетки желудка вырабатывают неактивный фермент пепсиноген. С N-конца полипептидной цепи в молекуле пепсиногена отщепляется 42 аминокислотных остатка в виде смеси коротких пептидов.

В желудке пепсин гидролизует в денатурированных белках пищи те пептидные связи, которые образованы аминогруппами ароматических аминокислот (фен, тир, три).

Часть пепсиногена всасывается и попадает в кровь, а затем выделяется с мочой в виде уропепсина: 2% у взрослого человека и 6% у ребенка.

Фермент гастриксин близок по строению и функциям к пепсину, расщепляет в белках пептидные связи образованные дикарбоновыми аминокислотами (асп, глу) до полипептидов.

Пищеварение белков в кишечнике осуществляют протеолитические ферменты: трипсин, химотрипсин, карбоксипептидаза. Они вырабатываются в виде проферментов. Так, трипсиноген активируется в просвете кишечника энтерокиназой, вырабатываемой под действием кислого пищевого комка. Активация трипсиногена осуществляется за счет отщепления от N-терминального конца трипсиногена гексапептида – ингибитора.

Трипсин расщепляет пептидные связи, образованные карбоксильными группами лизина и аргинина.

Химотрипсиногенактивируется под действием трипсина.Химотрипсин расщепляет пептидные связи, образованные карбоксильной группой фенилаланина, тирозина или триптофана. Расщепление доходит в основном до полипептидов.

Карбоксипептидаза А отщепляет от C-конца свободную ароматическую АК (фен, тир, три).

Карбоксипептидаза В отщепляет от C-конца свободную аминокислоту лизин или аргинин.

Завершается переваривание белков в пристеночном слое. Аминопептидазы отщепляют N-концевые АК. Ди- и трипептидазы гидролизуют пептидные связи в коротких пептидах до свободных аминокислот.

Регуляция переваривания белков.

1. Секрецию HCl обкладочных клеток стимулируют гистамин и гастрины.

2. Секретин – гормон, секретируемый слизистой 12-п.к. — угнетает образование гастрина. Присутствие HCl в верхней части 12-п.к. вызывает секрецию в кровоток секретина, который стимулирует выделение жидкого компонента панкреатического сока (в т.ч. Н2СО3), желчи и кишечного сока.

3. Холицистокинин (панкреозимин) симулирует выделение панкреатического сока богатого ферментами. Это полипептид, вырабатываемый слизистой тонкого кишечника. Он стимулирует выброс желчи в 12-перстную кишку. Усиливает перистальтику кишечника, выделение инсулина, сокращение желудка и пилорического сфинктера. Медиатором его действия является цГМФ и Са 2+ . Выделение холицистокенина стимулируется липидами и полипептидами, находящиеся в просвете 12-п.к.

Обезвреживание продуктов гниения аминокислот.

Т.о., в процессе гниения АК образуются различные токсичные вещества, которые должны быть обезврежены в печени. В обезвреживании участвуют две системы:

1) УДФГК – уридиндифосфоглюкуроновая к-та (активная форма глюкуроновой к-ты)

2) ФАФС – 3′-фосфоаденозин-5’-фосфосульфат (активная форма серной к-ты) [рис. этого соединения].

Механизм обезвреживания – конъюгация (связывание) токсина с активной формой серной или глюкуроновой к-ты. Продукты конъюгации – нетоксичные вещества, которые могут выделяться с мочой.

Напр., обезвреживание фенола под действием УДФ-глюкуронил-трансферазы: фенол + УДФГК → (ТФ) фенилглюкуронид (фенил присоединяется по первому положению) + R-OH.

Напр., обезвреживание индола: Индол окисляется кислородом по 7-му положению, получается индоксил (это типа 7-оксииндол). Индоксил взаимодействует с ФАФС под действием арилссульфо-трансферазы с образованием индоксилсерной к-ты, которая с ионами калия дает индикан (калиевая соль индоксилсульфата).

Определение индола и индикана в моче имеет диагностическое значение. Так, если отсутствует индол, то обезвреживающая функция печени в норме, а если при этом обнаруживается индикан, то в кишечнике активное гниение. Если же есть индол в моче, то имеется нарушение обезвреживающей функции печени.

Пищеварение и всасывание белков в пищеварительном тракте

Раздел 10.1 Переваривание белков.
10.1.1.Переваривание белков, то есть расщепление их до отдельных аминокислот, начинается в желудке и заканчивается в тонком кишечнике. Переваривание происходит под действием желудочного, панкреатического и кишечного соков, которые содержат протеолитические ферменты (протеазы или пептидазы). Протеолитические ферменты относятся к классу гидролаз. Они катализируют гидролиз пептидных связей СО—NНбелковой молекулы (рисунок 10.1): Рисунок 10.1. Гидролиз пептидных связей. 10.1.2.Все протеолитические ферменты можно разделить на две группы: 1. экзопептидазы – катализируют разрыв концевой пептидной связи с освобождением N- или С-концевой аминокислоты; 2. эндопептидазы – гидролизуют пептидные связи внутри полипептидной цепи, продуктами реакции являются пептиды с меньшей молекулярной массой. 10.1.3.Большинство протеолитических ферментов, участвующих в переваривании белков и пептидов, синтезируются и выделяются в полость пищеварительного тракта в виде неактивных предшественников – проферментов (зимогенов). Поэтому не происходит переваривания белков клеток, вырабатывающих проферменты. Активация проферментов осуществляется в просвете желудочно-кишечного тракта путём частичного протеолиза – отщепления части пептидной цепи зимогена. 10.1.4.Характеристика важнейших протеолитических ферментов приводится в таблице 10.1. Таблица 10.1 Некоторые протеолитические ферменты желудочно-кишечного тракта.
Фермент Профермент Источник Активирующий фактор Место действия Оптимум рН Специфичность действия
Пепсин Пепсиноген Желудочный сок Соляная кислота, аутокатализ Желудок 1,5 – 2,5 Эндопептидаза; разрыв связей: лей-глу; Х-фен; Х-тир
Трипсин Трипсиноген Панкреатический сок Энтеропептидаза, аутокатализ Тонкий кишечник 7,5 – 8,5 Эндопептидаза; разрыв связей: арг-Х; лиз-Х
Химотрипсин Химотрипсиноген Панкреатический сок Трипсин Тонкий кишечник 7,5 – 8,5 Эндопептидаза; разрыв связей: три-Х; фен-Х; тир-Х
Карбоксипептидаза Прокарбоксипептидаза Панкреатический сок Трипсин Тонкий кишечник 7,5 – 8,5 Экзопептидаза; отщепление С-концевых аминокислот
Аминопептидаза Кишечный сок Слизистая тонкого кишечника 7,5 – 8,5 Экзопептидаза; отщепление N-концевых аминокислот

Примечание. Х – любая аминокислота.

Раздел 10.2 Гниение аминокислот в кишечнике и обезвреживание продуктов гниения.
10.2.1.Основная масса аминокислот, образовавшихся в пищеварительном тракте в результате переваривания белков, всасывается в кровь и пополняет аминокислотный фонд организма. Определённое количество невсосавшихся аминокислот подвергается гниению в толстом кишечнике. Гниение

– превращения аминокислот, вызванные деятельностью микроорганизмов в толстом кишечнике. Усилению процессов гниения аминокислот могут способствовать: · избыточное поступление белков с пищей; · врождённые и приобретённые нарушения процесса всасывания аминокислот в кишечнике; · снижение моторной функции кишечника. В результате гниения аминокислот образуются различные вещества, многие из которых являются токсичными для организма. Некоторые примеры продуктов гниения приводятся в таблице 10.2. Таблица 10.2 Продукты гниения аминокислот в кишечнике.

Аминокислоты Продукты гниения
Тирозин Крезол
Фенол
Триптофан Скатол
Индол
Цистеин, Метионин Метилмеркаптан
Сероводород
Лизин Кадаверин
Орнитин Путресцин

10.2.2. Продукты гниения аминокислот являются ксенобиотиками – веществами, чужеродными для организма человека и должны быть обезврежены (инактивированы).

Обезвреживание продуктов гниения аминокислот происходит в клетках печени после поступления веществ из кишечника с кровью воротной вены. Продукты обезвреживания хорошо растворяются в воде и поэтому легко выводятся из организма. Процесс обезвреживания включает, как правило, две фазы (стадии): фазу модификации и фазу конъюгации.

10.2.3. В фазе модификации вещества вступают в реакции микросомального окисления, в результате которого образуются полярные группы —ОН или —СООН. Если такие группы уже имеются, то обезвреживание может происходить непосредственно путём конъюгации.

Реакции конъюгации заключаются в том, что к указанным группам присоединяется определённое соединение (глюкуроновая кислота, серная кислота, глицин и некоторые другие). Активной формой глюкуроновой кислоты является уридиндифосфоглюкуроновая кислота (УДФГК), активной формой серной кислоты — 3′-фосфоаденозин-5′-фосфосульфат (ФАФС). Формулы этих соединений приводятся на рисунке 10.2.

Рисунок 10.2. Активные формы глюкуроновой и серной кислот.

10.2.4.Запомните некоторые примеры реакций обезвреживания:

1) обезвреживание фенола (реакция глюкуронидной конъюгации):


2) обезвреживание индола:

а) гидроксилирование индола (фаза модификации):

б) сульфатирование индоксила (фаза конъюгации):

в) образование калиевой соли индоксилсульфата в канальцах почек:

По количеству индикана в моче можно сделать заключение о скорость процессов гниения белков в кишечнике (при усилении гниения количество индикана увеличивается) и о функциональном состоянии печени (при нарушении обезвреживающей функции количество индикана уменьшается).

3) обезвреживание бензойной кислоты:

По скорости образования и выведения гиппуровой кислоты с мочой после введения бензойной кислоты можно судить о функциональном состоянии печени. Этот диагностический тест получил название пробы Квика и используется в клинической практике.

Обезвреживание и выведение из организма продуктов бактериальной модификации аминокислот в кишечнике.

Аминокислоты, не всосавшиеся в клетки кишечника, используются микрофлорой толстой кишки в качестве питательных веществ. Ферменты бактерий расщепляют аминокислоты и превращают их в амины, фенолы, индол, скатол, сероводород и другие ядовитые для организма соединения. Этот процесс иногда называют гниением белков в кишечнике. В основе гниения лежат реакции декарбоксилирования и дезаминирования аминокислот.

Под действием ферментов бактерий из аминокислоты тирозинамогут образовываться фенол и крезол путём разрушения боковых цепей аминокислот микробами

Катаболизм тирозина под действием бактерий. E — бактериальные ферменты.

Всосавшиеся продукты по воротной вене поступают в печень, где обезвреживание фенола и крезола может происходить путём конъюгации с сернокислотным остатком (ФАФС) или с глюкуроновой кислотой в составе УДФ-глюкуроната. Реакции конъюгации фенола и крезола с ФАФС катализирует фермент сульфотрансфераза

Конъюгация фенола и крезола с ФАФС. E — сульфотрансфераза

Конъюгация глюкуроновых кислот с фенолом и крезолом происходит при участии фермента УДФ-глюкуронилтрансферазы

Продукты конъюгации хорошо растворимы в воде и выводятся с мочой через почки. Повышение количества конъюгатов глюкуроновой кислоты с фенолом и крезолом обнаруживают в моче при увеличении продуктов гниения белков в кишечнике.

Участие УДФ-глюкуронилтрансферазы в обезвреживании крезола и фенола. E — УДФ-глюкуронилтрансфераза.

В кишечнике из аминокислоты триптофанамикроорганизмы образуют индол и скатол. Бактерии разрушают боковую цепь триптофана, оставляя нетронутой кольцевую структуру.

Индол образуется в результате отщепления бактериями боковой цепи, возможно, в виде серина или аланина

Катаболизм триптофана под действием бактерий. E — бактериальные ферменты.

Скатол и индол обезвреживаются в печени в 2 этапа. Сначала в результате микросомального окисления они приобретают гидроксильную группу. Так, индол переходит в индоксил, а затем вступает в реакцию конъюгации с ФАФС, образуя индоксилсерную кислоту, калиевая соль которой получила название животного индикана

Участие сульфотрансферазы в обезвреживании индола. E — сульфотрансфераза.

Синтез гиппуровой кислоты из бензойной кислоты и глицина протекает у человека и большинства животных преимущественно в печени

Образование гиппуровой кислоты из бензойной кислоты и глицина. E-глицинтрансфераза.

Скорость этой реакции отражает функциональное состояние печени.

В клинической практике используют определение скорости образования и выведения гиппуровой кислоты после введения в организм ксенобиотика бензойной кислоты (бензойнокислого натрия) — проба Квика.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9348 —

| 7297 — или читать все.

185.189.13.12 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Гниение белков и обезвреживание его продуктов

Гниение белков – это бактериальный распад белковых веществ и АК под действием микрофлоры кишечника. Идет в толстой кишке, однако может наблюдаться и в желудке – при снижении кислотности в нем.

Образуются такие продукты:

а) токсичные: сероводород H2S, углекислота CO2, аммиак NH3, метан CH4, меркаптаны (CH3SH и его гомологи), бензол C6H6, крезол, индол, скатол и др.

б) нетоксичные: спирты (в т.ч. этиловый), амины, жирные к-ты, кетокислоты, витамины (напр., витамин B6).

Основные процессы гниения:

1. Декарбоксилирование (–СО2) обычно характерно для диаминомонокрбоновых кислот.

Напр., орнитин COOH-CH(NH2)-CH2-CH2-CH2-NH2 превращается в путресцин (то же, но без СООН-группы). Или лизин (ЛИЗ) – в кадаверин (это вроде первой реакции, но в цепи на одну CH2-группу больше).

Путресцин, кадаверин входят в состав трупных ядов. Они всасываются и частично выводятся с мочой и обезвреживаются в печени диаминооксидазой.

2. Дезаминирование. При гниении главным образом протекает восстановительное дезаминирование. Напр., аланин (АЛА) NH2-CH(CH3)-COOH + 2Н → СН3-СН2-СООН (пропионовая к-та) +NH3.

3. Десульфирование (тоже восстановительное).

Напр., цистеин (ЦИС) NH2-CH(CH2SH)-COOH + 2Н → АЛА + H2S.

Напр., метионин (МЕТ) NH2-CH(CH2-СН2-S-CH3)-COOH + 2Н → NH2-CH(CH2-CH3)-COOH (альфа-аминомасляная к-та) + НS-CH3 (метил-меркаптан).

4. Разрушение боковой цепи АК (ТИР, ТРИ).

Напр., тирозин (ТИР) + 4Н → крезол (пара-метилфенол) + NH3 + CO2 + CH4; крезол + 2Н → фенол + СН4.

Напр., триптофан (ТРИ) + 4Н → скатол (метилиндол) + NH2 + CO2 + CH4. Скатол +2Н→ индол + СН4.

Т.о., в процессе гниения АК образуются различные токсичные вещества, которые должны быть обезврежены в печени. В обезвреживании участвуют две системы:

1) УДФГК – уридиндифосфоглюкуроновая к-та (активная форма глюкуроновой к-ты)

[3]

2) ФАФС – 3′-фосфоаденозин-5’-фосфосульфат (активная форма серной к-ты) .

Механизм обезвреживания – конъюгация (связывание) токсина с активной формой серной или глюкуроновой к-ты. Продукты конъюгации – нетоксичные вещества, которые могут выделяться с мочой.

Напр., обезвреживание фенола под действием УДФ-глюкуронил-трансферазы: фенол + УДФГК → (ТФ) фенилглюкуронид (фенил присоединяется по первому положению) + R-OH.

Напр., обезвреживание индола: Индол окисляется кислородом по 7-му положению, получается индоксил (это типа 7-оксииндол). Индоксил взаимодействует с ФАФС под действием арилссульфо-трансферазы с образованием индоксилсерной к-ты, которая с ионами калия дает индикан (калиевая соль индоксилсульфата).

[2]

Определение индола и индикана в моче имеет диагностическое значение. Так, если отсутствует индол, то обезвреживающая функция печени в норме, а если при этом обнаруживается индикан, то в кишечнике активное гниение. Если же есть индол в моче, то имеется нарушение обезвреживающей функции печени.

Детоксикация различных веществ в печени

Чужеродные вещества (ксенобиотики) в печени нередко превращаются в менее токсичные и даже индифферентные вещества. По-видимому, только в этом смысле можно говорить об «обезвреживании» их в печени. Происходит это путем окисления, восстановления, метилирования, ацетилирования и конъюгации с теми или иными веществами. Необходимо отметить, что в печени окисление, восстановление и гидролиз чужеродных соединений осуществляют в основном микросомальные ферменты. Наряду с микро-сомальным в печени существует также пероксисомальное окисление. Пероксисомы – микротельца, обнаруженные в гепатоцитах; их можно рассматривать как специализированные окислительные органеллы. Эти микротельца содержат оксидазу мочевой кислоты, лактатоксидазу, окси-дазу D-аминокислот, а также каталазу. Последняя катализирует расщепление перекиси водорода, которая образуется при действии указанных оксидаз; отсюда и название этих микротелец – пероксисомы. Пероксисо-мальное окисление, так же как и микросомальное, не сопровождается образованием макроэргических связей.

В печени широко представлены также «защитные» синтезы, например синтез мочевины, в результате которого обезвреживается весьма токсичный аммиак. В результате гнилостных процессов, протекающих в кишечнике, из тирозина образуются фенол и крезол, а из триптофона – скатол и индол. Эти вещества всасываются и с током крови поступают в печень, где обезвреживаются путем образования парных соединений с серной или глюкуроновой кислотой.

Обезвреживание фенола, крезола, скатола и индола в печени происходит в результате взаимодействия этих соединений не со свободными серной и глюкуроновой кислотами, а с их так называемыми активными формами: ФАФС и УДФГК.

Глюкуроновая кислота участвует не только в обезвреживании продуктов гниения белковых веществ, образовавшихся в кишечнике, но и в связывании ряда других токсичных соединений, образующихся в процессе обмена в тканях. В частности, свободный, или непрямой, билирубин, обладающий значительной токсичностью, в печени взаимодействует с глюкуроновой кислотой, образуя моно- и диглюкурониды билирубина. Нормальным метаболитом является и гиппуровая кислота, образующаяся в печени из бензойной кислоты и глицина.

Синтез гиппуровой кислоты у человека протекает преимущественно в печени. Поэтому в клинической практике довольно часто для выяснения антитоксической функции печени применяют пробу Квика–Пытеля (при нормальной функциональной способности почек): после нагрузки бензо-атом натрия в моче определяют количество образовавшейся гиппуровой кислоты. При паренхиматозных поражениях печени синтез гиппуровой кислоты снижен.

В печени широко представлены процессы метилирования. Так, перед выделением с мочой амид никотиновой кислоты (витамин РР) метилируется в печени; в результате образуется N-метилникотинамид. Наряду с метилированием интенсивно протекают и процессы ацетилирования . В частности, в печени ацетилированию подвергаются различные сульфаниламидные препараты.

Примером обезвреживания токсичных продуктов в печени путем восстановления является превращение нитробензола в парааминофенол. Многие ароматические углеводы обезвреживаются путем окисления с образованием соответствующих карбоновых кислот.

Печень принимает активное участие в инактивации различных гормонов. С током крови гормоны попадают в печень, при этом активность их в большинстве случаев резко снижается или полностью утрачивается. Так, стероидные гормоны, подвергаясь микросомальному окислению, инакти-вируются, превращаясь затем в соответствующие глюкурониды и сульфаты. Под влиянием аминооксидаз в печени происходит окисление ка-техоламинов и т.д.

Видео (кликните для воспроизведения).

Из приведенных примеров видно, что печень способна инактивировать ряд сильнодействующих физиологических и чужеродных (в том числе токсичных) веществ.

Источники


  1. Пушкин, Виктор Гимнастика для глаз / Виктор Пушкин. — М.: Эксмо, 2011. — 693 c.

  2. Семеновой, О. Н. Гигиена физической культуры и спорта / Под редакцией В.А. Маргазина, О.Н. Семеновой. — М.: СпецЛит, 2010. — 192 c.

  3. Клинические аспекты спортивной медицины. Руководство. — М.: СпецЛит, 2014. — 67 c.
Обезвреживание продуктов гниения аминокислот
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here