Азотсодержащих соединений

Среди подобного рода веществ можно обнаружить ациклические и циклические (гомо–, гетеро–). В первых двух группах атомы N встречаются в виде аминогрупп. Если же азот входит в состав колец, то образуются гетероциклы (пиррол, пиридин, пиримидин) или конденсированные (индол, пурин) структуры. По наличию в их составе функциональных групп различают (табл.1.1):

I. амины – содержат аминогруппу;

II. соединения со смешанными функциями:

а) аминоспирты – кроме амино–, имеют гидроксильную группу;

б) аминокислоты – дополнительно включают карбоксильную группу.

Последняя подгруппа в организме используется самостоятельно (аминокислоты, ди-, три-, полипептиды) (см. Приложение, табл. 1, 2, схема 1) или служит для синтеза биологически важных веществ (глутатион, карнитин, креатин, сфингозин). Аминоспирты, являясь полярными, обычно хорошо растворимыми структурами, присоединяясь к гидрофобам, способны резко менять их свойства, делая амфифилами [будучи компонентами (холин, этаноламин, сфингозин) многих липидов – глицеро-, сфингофосфатидов.

Таблица 1.1.

Классификация азотсодержащих мономеров и их примеры

Функциональ- ные группы	Ациклические	Циклические
Гомо-	Гетеро- (производные пиррола, имидазола, пиридина, пиримидина)	Конденсированные (производные пурина, индола)
Амины (аминогруппа)	Путресцин Кадаверин	Фенилэтил-амин	Гистамин	Аденин
Аминоспирты (амино-, гидроксигруппы)	Этаноламин Сфингозин	Тирамин Дофамин Норадреналин	Пиридоксамин Урацил Тимин	Серотонин Триптамин Гуанин
Аминокислоты (амино- и карбоксигруппы)	Аланин Глутамат Лизин	Фенилаланин	Гистидин	Триптофан

В то же время наличие лишь аминогруппы не обеспечивает полного сходства функций среди подобного класса соединений. Представители этой группы могут быть продуктами распада более сложных соединений, обладать высокой биологической активностью (медиатор или гормон – гистамин, дофамин) или участвовать в основном процессе обеспечения продолжения рода – делении клеток и сохранении необходимой для этого информации (аденин). Мало того обе группы тесно связаны между собой: аминокислоты служат субстратами в синтезе пуринов и пиримидинов, а последние отвечают за аминокислотную последовательность в белках.

Отсюда их метаболизм рассматривают практически вместе. Среди гетероциклов, кроме описанных пуринов и пиримидинов, имеются производные пиррола (гем), в генезе которых особая роль принадлежит аминокислоте глицину, что также служит связующим звеном и позволяет присоединить гем к азотсодержащим структурам.

Общность азотсодержащих соединений подчеркивается следующим понятием: азотистый баланс, которое учитывает количество поступающих и, соответственно, выделяющихся из организма веществ, включающих атомы азота. Различают следующие виды: положительный азотистый баланс, когда величины пришедшего с пищей азота преобладает над потерянными. В норме этот вариант встречается у детей, особенно в период интенсивного роста, при половом созревании, у беременных, у выздоравливающих после тяжелой болезни. Обратная ситуация – отрицательный азотистый баланс, для которого характерно преобладание выделения азотсодержащих соединений над их поступлением, наблюдается в острую фазу многих недугов, при голодании, у раковых больных, в старческом возрасте, при лучевой терапии и т.д. Для здорового взрослого человека характерно азотистое равновесие. Считают, что для его поддержания требуется поступление белков с пищей из расчета 0,8 г протеинов на 1 кг массы тела в сутки.

Глава 2. Метаболизм аминокислот

Общие положения

Основная масса аминокислот поступает в организм человека в составе пищевых белков, которые в ЖКТ гидролизуются под действием эндо (пепсин, трипсин, химотрипсин, эластаза) и экзо (карбокси-, амино-, дипептидазы) протеаз (2.1). Высвободившиеся аминокислоты всасываются и разносятсяпо кровотоку в клетки, где используются в реакциях полимеризации, преобразуясь в ди-, три-, олиго-, полипептиды и по большей части белки, выполняющие пластическую, транспортную, каталитическую, рецепторную, регуляторную, зрительную, дыхательную, сократительную, иммунную и др. функции. Катаболизм аминокислот альтернативен (2.2). Распад части этих соединений носит специфический характер. Большинство же разрушаетс, лишаясь в начале или амино-, или карбоксильной группы. Получившиеся после декарбоксилирования амины (гистамин, тирамин, дофамин и др.)являются биологически активными соединениями (2.2.1.1). Дезаминирование проходит двумя способами: первый ­– переаминирование – фактический обмен функциональными группами между амино- и α-кетокислотой с получением новых амино- и α-кетокислот. Второй вариант представляет отщепление свободного NН₃, который в растворе цитозоля проявляет свойства основания, обуславливая опасность развития алкалоза (2.2.1.2). В клетках присутствуют различные кислые вещества, способные фактически его нейтрализовать (буферные системы, α-кетокислоты). Образовавшиеся при этом соли аммония, глутамин доставляются в печень, где используются для синтеза мочевины (орнитиновый цикл):

Окончательный продукт обезвреживания – мочевина – током крови доставляется в почки, откуда экскретируется в составе мочи.

Для большинства аминокислот анаболическая фаза заключается в их поступлении в организм (незаменимые), заменимые же способны синтезироваться из различных соединений, в первую очередь, из α-кетокислот, метаболитов гликолиза, ЦТК (2.3).

Кроме включения в белки аминокислоты могут подвергаться самым различным преобразованиям (2.4), повреждения в которых приводят к развитию патологий (приобретенных и наследственных) («Патохимия насл. заболеваний»).

Дата добавления: 2014-10-15