1.4 Патология обмена.

Гистидинемия описана A. Ghadimi и др. в 1961 г. Заболевание встречается с частотой 1 : 17 000 новорожденных.  В основе заболевания лежит врожденный дефект фермента гистидазы, который в норме превращает гистидин в уроканиновую кислоту. Гистидин является незаменимой аминокислотой, которая обязательно должна входить в состав продуктов питания для детей раннего возраста. Минимальная суточная потребность в ней для детей раннего возраста составляет 16— 34 мг/кг (по данным L. Holt, 1967). Обычно эта потребность покрывается за счет молочного питания, так как в 100 мл молока содержится примерно 30 мг гистидина, а суточное потребление 30—1000 мг этой аминокислоты в норме полностью утилизируется гистидазой. Однако при отсутствии или дефиците фермента это количество гистидина оказывает токсическое воздействие, поскольку в тканях накапливается имидазолпировиноградная, имидазолмолочная и имидазолуксусная кислоты, которые оказывают токсическое действие на центральную нервную систему. В крови повышается содержание гистидина.

2.Изолейцин

2.1 Биосинтез.

В организме человека не синтезируется.

2. Катаболизм.

2. Биологическая роль.

Физиологическая функция и свойства аминокислоты изолейцина:

• Должен соответствовать балансу между лейцином и валином

• Способствует регулированию уровня сахара в крови

• Играет значительную роль в получении энергии за счет расщепления гликогена мышц. Необходим спортсменам, так как увеличивает выносливость и способствует восстановлению мышечной ткани(аминокислоты перерабатывают молочную кислоту в аминокислоту аланин, которая в свою очередь служит для образования гликогена в мышцах, в результате BCAA обладают мощным анаболическим влиянием на организм)

• Необходим для выработки эритроцитов, синтеза гемоглобина

2. Патология обмена.

Заболевание кленового сиропа

Наиболее ярким отличительным признаком этой наследственной болезни является характерный запах мочи больного, напоминающий запах кленового сиропа или жженого сахара. В плазме и в моче сильно повышается содержание аминокислот с разветвленной цепью - лейцина, изолейцина и валина, а также соответствующих им альфа-кетокислот. Поэтому болезнь "кленового сиропа" иногда называют кетонурией разветвленных кетокислот. Отмечено также присутствие в моче разветвленных альфа-гидроксикислот, образующихся при восстановлении альфа-кетокислот.

Характерные признаки болезни проявляются в конце первой недели после рождения. Наряду с описанными выше биохимическими нарушениями возникают трудности при кормлении ребенка, может наблюдаться рвота. Иногда наблюдается летаргия. Диагноз ранее конца первой педели возможен только с помощью ферментного анализа. У выживших детей отмечены выраженные нарушения мозговой деятельности. При отсутствии лечения летальный исход наступает к концу первого года жизни.

Биохимической причиной болезни является отсутствие или сильное снижение активности декарбоксилазы альфа-кетокислот , катализирующей превращение всех трех разветвленных альфа-кетокислот в ацил-CoA-тиоэфиры с выделением CO2. Это было установлено путем ферментного анализа лейкоцитов и клеток культуры фибробластов кожи больных детей. Механизм токсического действия накапливающихся соединений неизвестен.

Больным назначают диету с заменой белков на смесь очищенных аминокислот, не содержащую лейцина, изолейцина и валина. После того как содержание этих трех аминокислот в плазме снизится до нормального уровня, можно вводить их в пищу, например, в составе молока и других продуктов, но лишь в таком количестве, чтобы обеспечить (но не превысить) потребности в аминокислотах с разветвленной цепью. Нет сведений о том, можно ли впоследствии ослабить ограничения в диете и когда именно. Если лечение было начато в первую неделю жизни ребенка, удается значительно смягчить тяжелые проявления болезни.

Заболевание скачкообразная кетонурия

Эта болезнь является одной из форм болезни " кленового сиропа " и, вероятно, связана со сравнительно меньшими структурными изменениями декарбоксилазы альфа-кетокислот. Активность декарбоксилазы в лейкоцитах и фибробластах значительно ниже нормы, но все же существенно выше, чем в классических случаях болезни "кленового сиропа". Поскольку в этом случае больные обладают хотя и сниженной, но все же определенной способностью к катаболизму лейцина, изолейцина и валина, типичные симптомы болезни "кленового сиропа" проявляются позднее и наблюдаются лишь эпизодически. Прогноз при назначении соответствующей диеты более благоприятный.

3. Аргинин

3.1 Биосинтез.

Аргинин является частично заменимой аминокислотой. Он синтезируется сложным путем в небольших количествах. Большая его часть должна поступать с пищей. Синтез же аргинина происходит в реакциях «орнитинового» цикла.

2.2Катаболизм.

Все аминокислоты вступают в ЦТК. Путь вступления аргинина в ЦТК и есть его путь катаболизма.

2.3 Биологическая роль.

Аргинин выполняет в организме важные функции:

1.Используется в синтезе креатина, который в виде креатинфосфата способен служить источником энергии для работы мышц человека и млекопитающих. В мышцах беспозвоночных аналогичную энергетическую функцию способен выполнять аргининфосфат.

2. Аргинин - источник NO в организме

Аминокислота аргинин служит в организме источником оксида азота (NO). Образование NO в клетках катализирует сложный Са²⁺-зависимый фермент NO-синтаза. В состав фермента входит гем, необходимы два флавиновых кофермента FAD и FMN, Н₄БП, а также ионы Zn²⁺.

Образование NO происходит во всех клетках и тканях. В настоящее время в разных клетках обнаружены три изоферментные формы NO-синтазы: нейрональная и эпителиальная - конститутивные, и индуцибельная, которая преобладает в печени, мышцах, миокарде.

Оксид азота - важная сигнальная молекула, стимулирующая быстрое образование цГМФ. Это вызывает снижение силы сердечных сокращений, регулирует тонус сосудов. Кроме этого, NO-радикал участвует в регуляции скорости апоптоза, предотвращает агрегацию тромбоцитов и тромбоз, регулирует секрецию медиаторов и гормонов, обладает антиканцерогенной активностью.

3. Образование спермидина и спермина, их биологическая роль.

Аргинин под действием аргиназы превращается в аминокислоту орнитин, которая не входит в состав белков организма. Из орнитина синтезируются полиамины спермидин и спермин.

Реакция проходит под действием орнитиндекарбоксилазы в присутствии пиридоксальфосфата. Далее под действием спермидинсинтазы и сперминсинтазы происходит включение остатков аминопропана. Донором этих групп служит производное SAM - S-аденозилметилтиопропиламин.

Спермидин, спермин и путресцин обнаружены в ядрах клеток всех органов человека. Они имеют большой положительный заряд, легко связываются с отрицательно заряженными молекулами ДНК и РНК, входят в состав хроматина и участвуют в репликации ДНК, стимулируют транскрипцию и трансляцию. Их концентрация сильно возрастает при интенсивной пролиферации тканей.

Катаболизм полиаминов до СО₂ и Н₂О происходит под действием полиаминоксидазы в печени. Часть их в ацетилированном виде экскретируется почками.