Гниение аминокислот в кишечнике обезвреживание продуктов гниения

Сегодня предлагаем ознакомится со статьей на тему: гниение аминокислот в кишечнике обезвреживание продуктов гниения с профессиональным описанием и объяснением.

Лекции по Биохимии.doc

1. активирует пепсиноген, превращая его в пепсин;

2. создаёт оптимум рН для действия пепсина (1,5 — 2);

3. обладает бактерицидным действием;

4. денатурирует белки;

5. способствует продвижению желудочного содержимого далее в кишечник.

Пепсин — это фермент, который является ЭНДОПЕПТИДАЗОЙ, т.е. действует на внутренние ПЕПТИДНЫЕ связи, в образовании которых участвуют аминогруппы ароматических аминокислот (ФЕН, ТИР, ТРИ).

ГАСТРИКСИН по действию аналогичен пепсину. Это тоже ЭНДОПЕПТИДАЗА. Его оптимум рН = 3 — 3,5. Действует на ПЕПТИДНЫЕ связи, в образовании которых участвуют ДИКАРБОНОВЫЕ аминокислоты (ГЛУ, АСП) своими КАРБОКСИЛЬНЫМИ группами.

В желудке под действием ПЕПСИНА и ГАСТРИКСИНА сложные белковые молекулы распадаются на высокомолекулярные ПОЛИПЕПТИДЫ. Ими являются так называемые АЛЬБУМОЗЫ, ПЕПТОНЫ, которые поступают в тонкий кишечник.

В тонком кишечнике эти ПОЛИПЕПТИДЫ подвергаются действию целого ряда протеолитических ферментов поджелудочной железы, которые вырабатываются в неактивной форме: ТРИПСИНОГЕН, ХИМОТРИПСИНОГЕН, ПРОЭЛАСТАЗА, ПРОКАРБОКСИПЕПТИДАЗА.

Механизм активации всех этих ферментов — ЧАСТИЧНЫЙ ПРОТЕОЛИЗ по каскадному механизму.

рис. Активация протеолитических ферментов

ТРИПСИН, ХИМОТРИПСИН, ЭЛАСТАЗА — ЭНДОПЕПТИДАЗЫ.

ТРИПСИН разрушает внутренние ПЕПТИДНЫЕ связи, в образовании которых принимают участие лиз и арг.

ХИМОТРИПСИН разрушает внутренние связи, в образовании которых принимают участие ароматические аминокислоты (тир, три, фен).

ЭЛАСТАЗА разрушает внутренние ПЕПТИДНЫЕ связи, в образовании которых принимают участие ала, гли, про.

КАРБОКСИПЕПТИДАЗА разрушает наружные пептидные связи, отщепляя аминокислоты с С-конца полипептидной цепи.

АМИНОПЕПТИДАЗА (образуется в слизистой оболочке тонкого кишечника) действует на крайние ПЕПТИДНЫЕ связи со стороны N-конца, отщепляя отдельные аминокислоты.

[3]

ДИПЕПТИДЫ подвергаются действию ДИПЕПТИДАЗ, продуцирующихся слизистой кишечника сразу в активной форме.

Т.о. в результате действия всей этой группы ферментов в ЖКТ белки пищи расщепляются до аминокислот. Образующиеся аминокислоты всасываются в кровь и поступают во все органы и ткани. Аминокислоты, которые не подверглись всасыванию, поступают в толстую кишку, где с ними происходят определенные реакции (гниение аминокислот).

Раздел верхнего уровня

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.

Раздел верхнего уровня

5.3. Метаболизм аминокислот

Источниками аминокислот в клетке являются:

1. белки пищи после их гидролиза в органах пищеварения;

2. синтез заменимых аминокислот;

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.

Читайте так же:  Как использовать л карнитин

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

При этом аминокислоты в тканях образуют биогенные амины, которые являются биолог ически 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.

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.

Раздел верхнего уровня

5.4. Пути обезвреживания аммиака

Аммиак образуется из аминокислот при распаде других азотсодержащих соединений (биогенных аминов, НУКЛЕОТИДОВ). Значительная часть аммиака образуется в толстой кишке при гниении. Он всасывается в кровь системы воротной вены, здесь концентрация аммиака больше, чем в общем кровотоке.

Аммиак образуется в различных тканях. Концентрация его в крови незначительна, т.к. он является токсичным веществом (0,4 — 0,7мг/л). Особенно выраженное токсическое действие он оказывает на нервные клетки, поэтому значительное его повышение приводит к серьёзным нарушениям обменных процессов в нервной ткани.

ПУТИ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ АММИАКА.

1. образование АМИДОВ

Рис. Образование глутамина

ГЛУТАМИН и АСПАРАГИН — нетоксические вещества. Их называют транспортной формой аммиака в организме. Они не проникают через мембраны и в почках распадаются до аминокислот и аммиака.

2. Восстановительное АМИНИРОВАНИЕ альфа – кетоглутаровой кислоты

3. Образование солей АММОНИЯ

4. Синтез мочевины — основной путь обезвреживания аммиака — ОРНИТИНОВЫЙ ЦИКЛ.

АРГИНАЗА обладает абсолютной специфичностью и содержится только в печени. В составе мочевины содержится два атома азота: один поступает из аммиака, а другой выводится из АСП.

Образование мочевины идёт только в печени.

Две первые реакции цикла (образование ЦИТРУЛЛИНА и АРГИНИНОСУКЦИНАТА) идут в МИТОХОНДРИЯХ, остальные в цитоплазме.

В организме в сутки образуется 25г мочевины. Этот показатель характеризует мочевинообразовательную функцию печени. Мочевина из печени поступает в почки, где и выводится из организма, как конечный продукт азотистого обмена.

  • 6.1. Сигнальные молекулы
  • 6.2. Гормоны гипоталамуса
  • 6.3. ГОРМОНЫ ГИПОФИЗА
  • 6.4. ГОРМОНЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
  • 6.5. ГОРМОНЫ ПАРАЩИТОВИДНЫХ ЖЕЛЕЗ
  • 6.6. Гормоны половых желез
  • 6.7. Гормоны надпочечников
  • 6.8. Гормоны поджелудочной железы

Раздел верхнего уровня

6. Регуляция обмена веществ

Основные задачи регуляции метаболизма и клеточных функций:

1. внутриклеточное и межклеточное согласование обменных процессов;

2. исключение «холостых» циклов метаболизма, продукты которых не востребованы;

3. эффективное образование и использование энергии;

4. поддержание гомеостаза;

5. приспособление организма к условиям окружающей среды.

Выделяют 2 вида регуляции метаболизма: внутренняя и внешняя.

В случае внутренней регуляции управляющие сигналы образуются и действуют внутри одной и той же клетки (саморегуляция). Внутреня регуляция обеспечивается аллостерическими ферментами, активность которых изменяется при изменении концентрации метаболитов в клетке.

В случае внешней регуляции — управляющие сигналы поступают к клетке из внешней среды.

Внешняя регуляция обеспечивается сигнальными молекулами. Сигнальные молекулы — эндогенные химические соединения, которые в результате взаимодействия с рецепторами, обеспечивают внешнее управление биохимическими процессами в клетках-мишенях.

Клетка-мишень — это клетка, имеющая рецепторы для данного вида сигнальных молекул. Сигнальные молекулы являются лигандами для рецепторов клеток-мишеней.

1.5. Гниение аминокислот в кишечнике и обезвреживание продуктов гниения.

1.5.1. 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 2.

Таблица 2 Продукты гниения аминокислот в кишечнике.

1.5.2. 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.

1.5.3. 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.

Читайте так же:  Как принимать л карнитин жидкий

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 1.3.

Рисунок 1.3. Активные формы глюкуроновой и серной кислот.

1.5.4. Запомните некоторые примеры реакций обезвреживания:

1) Обезвреживание фенола (реакция глюкуронидной конъюгации):

2) обезвреживание индола: а) гидроксилирование индола (фаза модификации):

Видео удалено.
Видео (кликните для воспроизведения).

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.

Переваривание белков: активация протеиназ, гидролиз пищевых белков, всасывание свободных аминокислот в кишечнике. Гниение белков в кишечнике.

Активация протеиназ: В поджелудочной железе синтезируются проферменты ряда протеаз: трипсиноген, химотрипсиноген, проэластаза, прокарбоксипептидазы А и В. В кишечнике они путём частичного протеолиза превращаются в активные ферменты трипсин, химотрипсин, эластазу и карбок-сипептидазы А и В. Активация трипсиногена происходит под действием фермента эпителия кишечника энтеропептидазы. Этот фермент отщепляет с N-конца молекулы трипсиногена гексапептид Вал-(Асп)4-Лиз. Изменение конформации оставшейся части полипептидной цепи приводит к формированию активного центра, и образуется активный трипсин. Образовавшийся трипсин активирует химотрипсиноген, из которого получается несколько активных ферментов. Под действием трипсина расщепляется пептидная связь между 15-й и 16-й аминокислотами, в результате чего образуется активный π-химотрипсин, δ-химотрипсина, α-химотрипсина. Остальные проферменты панкреатических протеаз (проэластаза и прокарбоксипептидазы А и В) также активируются трипсином путём частичного протеолиза. В результате образуются активные ферменты — эластаза и карбокси-пептидазы А и В.

Последний этап переваривания — гидролиз небольших пептидов, происходит под действием ферментов аминопептидаз и дипептидаз, которые синтезируются клетками тонкого кишечника в активной форме. Аминопептидазы последовательно отщепляют N-концевые аминокислоты пептидной цепи. Наиболее известна лейцинаминопептидаза — Zn2+- или Мn2+-содержащий фермент, несмотря на название, обладающий широкой специфичностью по отношению к N-концевым аминокислотам. Дипептидазы расщепляют дипептиды на аминокислоты, но не действуют на трипептиды. В результате последовательного действия всех пищеварительных протеаз большинство пищевых белков расщепляется до свободных аминокислот.

Всасывание свободных аминокислот в кишечнике. В полости желудка и кишечника протеазы не контактируют с белками клеток, поскольку слизистая оболочка покрыта слоем слизи, а каждая клетка содержит на наружной поверхности плазматической мембраны полисахариды, которые не расщепляются протеазами и тем самым защищают клетку от их действия. Аминокислоты, образовавшиеся при переваривании белков, быстро всасываются в кишечнике. Транспорт их осуществляется двумя путями: через воротную систему печени, ведущую прямо в печень, и по лимфатическим сосудам, сообщающимся с кровью через грудной лимфатический проток.

Гниение белков в толстом кишечнике и обезвреживание продуктов гниения в печени.

Помимо переваривания, которое происходит под действием ферментов ЖКТ, нерасщепленные белки подвергаются действию ферментов микрофлоры толстого кишечника, подвергаясь гниению. Гниение белков – это более глубокое расщепление белков, при котором изменения происходят и с аминокислотами. Т.о., между перевариванием и гниением существуют следующие различия – 1) переваривание идет под действием собственных ферментов ЖКТ, а гниение под действием ферментов микрофлоры толстого кишечника; 2) переваривание идет до аминокислот, а гниение затрагивает и сами аминокислоты; 3) при переваривании образуется смесь аминокислот, которая всасывается, а при гниении образуются амины и другие продукты, которые выводятся из организма. Разрушение аминокислот при гниении может идти 2 путями: 1) декарбоксилирование; 2) окисление боковой цепи. При декарбоксилировании аминокислот образуются соответствующие амины. В толстом кишечнике обычно декарбоксилируются диаминомонокарбоновые аминокислоты, например, при декарбоксилировании орнитина образуется путресцин, при декарбоксилировании лизина образуется кадаверин.

Второй путь гниения – окисление боковой цепи аминокислот. По этому пути гниют в основном циклические аминокислоты – тирозин и триптофан. Так, при окислении боковой цепи тир образуются крезол и фенол, при окислении боковой цепи три образуются индол и скатол. Эти соединения называют кишечными ядами. Они поступают в воротную вену и в печени подвергаются обезвреживанию путем конъюгации с серной или глюкуроновой кислотами. Индол и скатол предварительно окисляются в печени с образованием индоксила и скатоксила. При этом образуются парные эфиросерные и эфироглюкуроновые кислоты, которые выводятся с мочой.

В крови и моче можно определить содержание животного индикана – калиевой или натриевой соли индоксилсерной кислоты. В норме этот показатель равен 0,04 г/сут. Увеличение данного параметра наблюдается при усилении гнилостных процессов в кишечнике при кишечной непроходимости, распаде опухоли кишечника, можно также проверить обезвреживающую функцию печени .

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Читайте так же:  Альфа л карнитин эвалар

Превращение аминокислот в толстом кишечнике

В некоторых ситуациях, а именно:

· при ухудшении всасывания аминокислот,

· при избытке белковой пищи,

· при нарушении деятельности пищеварительных желез,

· при снижении перистальтики кишечника (запоры)

аминокислотыи недопереваренные фрагменты белков достигают толстого кишечника, где подвергаются воздействию кишечной микрофлоры. Такой процесс получил название гниение белков в кишечнике. При этом образуются продукты разложения аминокислот, представляющие собой как токсины(кадаверин, путресцин, крезол, фенол, скатол, индол, пиперидин, пирролидин, сероводород, метилмеркаптан (СН3SН) и другие), так и нейромедиаторы(серотонин, гистамин, октопамин, тирамин). Всасываясь в кровь, эти вещества вызывают общую интоксикацию, колебания артериального давления, головные боли, понижение аппетита, понижение болевой чувствительности, анемии, миокардиодистрофии, нарушение желудочной секреции, в тяжелых случаях возможны угнетение дыхания, сердечной деятельности и кома.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Гниение белков в толстом кишечнике. Обезвреживание продуктов гниения в печени

Часть аминокислот не всасывается и подвергается процессам гниения с участием микрофлоры в толстом кишечнике. Продукты гниения аминокислот могут всасываться и попадают в печень, где подвергаются реакциям обезвреживания.

За счет деятельности микрофлоры толстого кишечника а/к подвергаются гниению с образованием ядовитых продуктов: при распаде серусодержащих а/к (цистина, цистеина и метионина) образуются H2S и метилмеркаптан (CH3SH). Диаминокислоты, в частности орнитин и лизин, подвергаются декарбоксилированию с образованием протеиногенных аминов (трупных ядов).

При разрушении фенилаланина, тирозина, триптофана, образуются соответствующие биогенные амины: фенилэтиламин, триптамин, серотонин. При разрушении этих же аминокислот могут образовываться крезол, фенол, скатол, индол, бензол.

Все эти вещества гидрофобны и обладают мембранотропным действием (поражают мембраны клеток печени, эритроцитов, легких). Продукты распада аминокислот поступают в печень, где подвергаются детоксикации. В печени эти продукты обезвреживаются путем конъюгации с серной или глюкуроновой кислотой с образованием нетоксичных парных кислот (фенолсерная, скатоксилсерная).

Происходит это так: в печени содержатся специфические ферменты — арилсульфотрансфераза и УДФ-глюкуронилтрансфераза, которые катализируют перенос остатка серной кислоты из ее связанной формы-ФАФС (фосфоаденозин-фосфосульфат) и остатка глюкуроновой кислоты из ее связанной формы-УДФГК (уридиндифосфоглюкуроновой кислоты) на любой из указанных выше продуктов. Продукты реакции нетоксичные так называемые парные кислоты (например, фенолсерная кислота, скатоксилсерная), выделяются с мочой.

Диагностическое значение индикана: он характеризует содержимое кишечника. Содержание индикана увеличивается при запорах, непроходимости кишечника, при перитонитах и парезах кишечника. В этих случаях индикан появляется в крови и выделяется с мочой в повышенных количествах. Увеличение его концентрации в крови наблюдается на ранних стадиях почечной недостаточности.

6. Эндогенный пул аминокислот в тканях — пути формирования и утилизации.

Белки организма постоянно находятся в обороте. Оборот белка — это время синтеза и распада белка. В отличие от распада липидов и углеводов, распад белка не находится под контролем гормонов, но зависит от энергетического статуса клетки: распад осуществляется под влиянием протеаз, которые чувствительны к концентрации ионов Ca 2+ . (концентрация Ca 2+ = 10 -7 моль в клетке, 10 -3 моль вне клетки). При нарушении энергообмена Ca-зависимая АТФ-аза не работает и Ca накапливается в клетке, что приводит к активации протеаз и усиленному распаду белка (протеолизу).

Изотопными методами было установлено, что общий метаболический пул а/к на 2/3 состоит из эндогенных а/к, и на 1/3 из экзогенных. Причем исключительно важное значение имеет именно эндогенный пул; который пополняется:

1) за счет гидролиза и протеолиза старых белков;

2) за счет частичного протеолиза прогормонов и протоферментов (система комплемента);

3) за счет мутировавших дефектных белков;

4) за счет новосинтезированных заменимых а/к.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2019 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .

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.

Читайте так же:  Протеин со скольки лет

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.

[2]

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.

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

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)

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).

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.

Гниение аминокислот в кишечнике и обезвреживание продуктов гниения.

1.5.1.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;

Читайте так же:  Л карнитин вита аптека

· 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 2.

[1]

Таблица 2
Продукты гниения аминокислот в кишечнике.

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

1.5.2. 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.

1.5.3. 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 1.3.

Рисунок 1.3. Активные формы глюкуроновой и серной кислот.

1.5.4.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.

Вопросы для повторения:

1. Представьте в виде схемы источники и пути использования аминокислот в организме.

2. Что понимают под азотистым балансом? Что такое положительный азотистый баланс? Когда он наблюдается?

3. Что понимают под азотистым балансом? Что такое отрицательный азотистый баланс? Когда он наблюдается?

4. Какие аминокислоты называют заменимыми и незаменимыми? Приведите примеры каждой группы аминокислот.

5. Какой фермент участвует в переваривании белков в желудке? Укажите его профермент, специфичность действия и образующиеся продукты реакции.

6. Какие реакции катализируют трипсин и химотрипсин? Где и в какой форме вырабатываются эти ферменты?

7. Какие реакции катализируют карбоксипептидаза и аминопептидаза? Где и в какой форме вырабатываются эти ферменты?

8. Назовите проферменты, секретируемые в желудочно-кишечный тракт, их активаторы и механизм активации.

9. Почему ряд протеолитических ферментов пищеварительных желёз вырабатываются в виде неактивных предшественников?

10. Какие ферменты называют экзопептидазами и эндопептидазами? Приведите примеры экзо- и эндопептидаз и укажите отделы желудочно-кишечного тракта, в которых они действуют.

11. Перечислите условия, способствующие активации деятельности гнилостной микрофлоры в кишечнике и назовите токсичные продукты гниения белков.

12. Перечислите продукты, образующиеся в толстом кишечнике при гниении белков. Укажите аминокислоты, из которых они образуются.

13. Напишите формулу уридиндифосфоглюкуроновой кислоты и назовите реакции с ее участием. Какой фермент катализирует эти реакции?

14. Напишите формулу 3’-фосфоаденозин-5’-фосфосульфата и назовите реакции с его участием. Какой фермент катализирует эти реакции?

15. Продуктом гниения какой аминокислоты является крезол? Напишите реакцию его обезвреживания в печени с участием уридиндифосфоглюкуроновой кислоты.

16. Продуктом гниения какой аминокислоты является скатол? Напишите реакции его обезвреживания с участием 3’-фосфоаденозин-5’-фосфосульфата.

17. Напишите реакции образования индикана. Укажите клинико-диагностическое значение определения индикана в моче.

Видео удалено.
Видео (кликните для воспроизведения).

18. Напишите реакции образования гиппуровой кислоты. Какое практическое значение имеет определение скорости выведения гиппуровой кислоты с мочой?

Источники


  1. Мазнев, Н.И. Большая энциклопедия мужского здоровья / Н.И. Мазнев. — М.: Эксмо, 2009. — 672 c.

  2. Краткий справочник по оформлению актов федеральных органов государственной власти. — М.: Известия, 1997. — 144 c.

  3. Михно, Л.В. Физиология спорта. Медико-биологические основы подготовки юных хоккеистов / Л.В. Михно. — М.: Спорт, 2016. — 954 c.
  4. Свитко, Елена Диабет. Боремся и побеждаем: моногр. / Елена Свитко. — М.: Мультимедийное издательство Стрельбицкого, 2013. — 971 c.
  5. Добрина Н. А. Питание для спортсменов; Человек — Москва, 2010. — 192 c.
Гниение аминокислот в кишечнике обезвреживание продуктов гниения
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here