Biogen_aminy_Kreatin_Otd_AK_-1

Вопросы лекции:
Декарбоксилирование аминокислот.
Биогенные амины, их роль в организме и их инактивация.
Обмен отдельных аминокислот
Синтез креатина

Пути биосинтеза заменимых аминокислот

Декарбоксилирование аминокислот
Биогенные амины образуются путем декарбоксилирования аминокислот

Метаболические превращения АК
Декарбоксилирование – отщепление карбоксильной группы СО2 с образованием углекислого газа и биогенных аминов.
Ферменты: декарбоксилазы (класс лиазы),
Ко фермент – пиридоксальфосфат (ПФ), производное витамина В6.
БА – влияют на определенные центры или функциональные системы (не нарушая деятельности ЦНС).
Являясь сигнальными молекулами эти нейротропные средства влияют на различные этапы синаптической передачи и на эффекты многих физиологически активных веществ эндогенного происхождения, как медиаторного, так и модулирующего типа действия (ацетилхолин, норадреналин, серотонин, ГАМК, нейроппептиды и др.)

Ацетилхолин
Производное аминокислоты – серин.
Принимает участие в передаче нервного возбуждения в ЦНС, вегетативных узлах, окончаниях парасимпатических и двигательных нервов. Ацетилхолин является химическим передатчиком (медиатором) нервного возбуждения; окончания нервных волокон, для которых он служит медиатором.
Ацетилхолин является посредником передачи нервного импульса к мышце.
При недостатке ацетилхолина снижается сила сокращений мышц.

Ацетилхолин (серин)

Синтез ацетилхолина
Ацетилхолин синтезируется в нервной ткани и служит одним из важнейших возбуждающих медиаторов вегетативной нервной системы

Серотонин (триптофан)

Серотонин
Серотонин – образуется в надпочечниках и ЦНС при окислении триптофана и дальнейшем его декарбоксилировании. Серотонин может превращаться в мелатонин (регуляция биоритмов) Биологические функции:
· оказывает мощное сосудосуживающее действие;
· повышает кровяное давление;
· участвует в регуляции температуры тела, дыхания;
· медиатор нервных процессов в ЦНС (обладает антидепрессантным действием).
При депрессии уровень серотонина понижается

Серотонин:
медиатор ЦНС
стимулирует сокращение гладкой мускулатуры
регулирует артериальное давление
медиатор воспаления и аллергической реакции
регулирует суточные ритмы

ϓ-аминомасляная кислота (глутаминовая)

Декарбоксилирование глутамата

ϓ-аминомасляная кислота
Образуется в нервных клетках путем декарбоксилирования глутамата, что приводит к образованию ϓ-аминомасляной кислоты (ГАМК), которая служит основным тормозным медиатором высших отделов мозга. Содержание ГАМК в головном мозге в десятки раз выше других нейромедиаторов. Она увеличивает проницаемость постсинаптических мембран для ионов К+, что вызывает торможение нервного импульса.

ϓ-аминомасляная кислота
Активатор дыхания
Обеспечивает кровоснабжение головного мозга
(лечение – атеросклероза, гипертонии).

Гистамин (гистидин)

Декарбоксилирование гистидина

Гистамин
Гистамин образуется при декарбоксилировании гистидина в тучных клетках соединительной ткани.
В организме человека выполняет следующие функции:
· стимулирует секрецию желудочного сока и слюны;
· повышает проницаемость капилляров, вызывает отеки, снижает АД, но увеличивает внутричерепное давление, вызывая головную боль;
· сокращает гладкую мускулатуру легких, вызывает удушье;
· участвует в формировании воспалительных реакций – расширение сосудов, покраснение, отечность ткани;
· вызывает аллергическую реакцию;
· нейромедиатор;
· медиатор боли.

Превращения тирозина

Превращения тирозина
В мозговом веществе надпочечников и нервной ткани тирозин превращается в катехоламины. Сначала тирозин → ДОФА (фермент тирозингидроксилаза). Затем ДОФА → Дофамин (фермент ДОФА-декарбоксилаза). Дофамин превращается в Норадреналин (фермент дофамингидроксилаза). При добавлении SAM (СН3) и фермента фенилэтанол-N-метилтрансферазы образуется Адреналин.

Синтез адреналина

Катехоламины
выполняют роль гормонов и нейромедиаторов. Адреналин является гормоном мозгового слоя надпочечников, норадреналин и дофамин – его предшественниками. Адреналин участвует в регуляции сердечной деятельности, обмена углеводов. Увеличение концентрации катехоламинов – типичная реакция на стресс.
Их роль заключается в мобилизации организма на осуществление активной мозговой и мышечной деятельности.

Дофамин (тирозин)

Дофамин
Дофамин образуется в надпочечниках и нервной ткани при декарбоксилировании диоксифенилаланина (ДОФА). Дофамин является нейромедиатором, контролирующим произвольные движения, эмоции и память. Устраняет страх, тревогу, но снижает мышечную активность.
В высоких концентрациях дофамин стимулирует адренорецепторы, увеличивает силу сердечных сокращений, повышает сопротивление периферических сосудов (с параллельным увеличением почечного и коронарного кровотока). Кроме того, дофамин тормозит секрецию пролактина и соматотропина.

Физиологическая роль биогенных аминов

Инактивация биогенных аминов
Чаще всего осуществляется окислением ферментами моноаминооксидазы (МАО), коферментом которых является ФАД.
Таким пу

Инактивация биогенных аминов
1) Метилирование с участием SAM
2) Окисление ФАД-зависимыми моноаминооксидазами

Обмен фенилаланина
Незаменимая АК.
Образование бензойной кислоты (продукт гниения в толстом кошечнике).
Образование тирозина (фермент гидроксилаза-оксигеназа, НАДН2, О2).
Отсутствие фермента фенилаланингидроксилазы ведет к фенилкетонурии (накопление фенилаланина и его солей: фенилпирувата и фениллактата) приводит к задержки умственного и физического развития (олигофрения).
Нарушение синтеза адреналина и норадреналина.

Образование тирозина из фенилаланина

Обмен тирозина в тканях организма
Меланоциты (пигментные клетки кожи):
Фермент тирозиназа (Cu2+, аскорбат) = ДОФА → меланины
Врожденный дефект тирозиназы - Альбинизм – отсутствие пигментации кожи, светобоязнь, рак кожи.
Щитовидная железа : йодирование под действием фермента тиреопероксидаза = тироидные гормоны йодтиронины (тироксин, трийодтиронин).
Кретинизм (у детей)– слабоумие. Микседема (у взрослых)- отек слизистой, сухость кожи, снижение температуры тела.
Надпочечники, нервная ткань: фермент тирозингидроксилаза = ДОФА → Дофамин (ДОФА декарбоксилаза, коф-т ПФ) → Норадреналин → Адреналин (фермент метилтрансфераза SAM).
Снижение активности тирозингидроксилазы, ДОФА-декарбоксилазы ведет к патологии Паркинсонизм (дефицит дофамина)– скованность движений, напряжение мышц, тремор.

Обмен тирозина в тканях организма (продолжение)
Печень: тирозин (ферменты тирозинаминотрансфераза и гидроксифенилпируватдиоксигеназа (кофактор вит. С) → гомогентизиновая кислота (фермент диоксигеназа) → фумарат (→ ЦТК и образование глюкозы) и ацетоацетат (кетоновое тело→ ЦТК (образование липидов).
Алкаптонурия – выделение гомогентизиновой
кислоты + О2 = темные пигменты алкаптоны
(на хрящевых тканях, артрозы, темная моча). Дефект диоксигеназы гомогентизиновой кислоты.

Обмен тирозина в разных тканях
Фенилаланин (фен)
Тирозин (тир)
О2
Н2О
Н4БП
Н2БП
Гидроксилаза
Х
Фенилкетонурия
Мозг
дофамин
норадреналин
Х
Паркинсонизм
Мозговое вещество надпочечников
норадреналин
адреналин
Печень
Гомогентизиновая кислота
фумарат
ацетоацетат
диоксигеназа гомо-гентизиновой кислоты
Х
алкаптонурия
Кожа
Меланины
Х
альбинизм
Щитовидная железа
Тиреоидные гормоны

Синтез креатина (продолжение)
Синтез идет в 2 стадии:
В почках образуется гуанидинацетат (фермент –глицинамидинотрансфераза)
Гуанидинацетат поступает в печень, где метилируется (фермент - гуанидинацетатметилтрансфераза + SAM) с образованием креатина.
В мышцах, миокарде и клетках мозга креатин в покое фосфорилируется (+АТФ, фермент креатинкиназа) и образуется креатинфосфат (реакция обратимая).

Синтез креатина и его биологическая роль
В почках
В печени

В мышечной ткани и мозге
Креатинин в крови в норме: 50 -175 мкмоль/л
↓- при мышечной дистрофии
↑- при нарушении клубочковой фильтрации
Гиперкреатинемия и креатинурия:
у детей, беременных женщин, при избыточном потреблении мяса, рыбы, печени
мышечная дистрофия
тяжелой сердечно-сосудистой недостаточности
истощение, гиповитаминоз Е

Креатин с кровотоком переносится в мышцы и клетки мозга, где образуется высокоэнергетическое соединение – креатинфосфат (фермент креатинкиназа).

КРЕАТИНКИНАЗА (КК)
Катализирует реакцию образования креатинфосфата.
трофоретическую подвижность

При дефосфорилировании образуется фосфорная кислота, фосфат которой поступает в процесс ЦТД, где образуется АТФ, а креатинин поступает в кровь, а затем выводится с мочой

Патологии креатина