Aminohapete metabolism (0)

Biogeensed amiinid - bioaktiivsed ained, mis viivad läbi aminohape karboksüülrühma metabolismi, mille toimel tekivad aminohapetest vastavad amiinid.
Nimetus
Eelühend
Funktsioon
Etanoolamiin, koliin ja betaiin
1)Ser karboksüülimine
2) Etanoolamiini metüülimine
3) Koliini oksüdeerimine

• 1,2)Fosfolipiidide süntees
  
• 2) Letsitiini komponent
  
• 2) Atsetüülkoliini süntees
  
• 3) Metüülrühmade doonor
  

Kreatiin , fosfokreatiin, kreatiniin ning kreatiniini süntaas
Skeletilihastes ja südamelihastes

• (CK) isoensüümne markerensüüm
  

Histamiin
Histidiini dekarboksüülimine nuumrakkudes ja basofiilides

• Lokaalne signaalmolekul
  
• Maohappe sekretsioon
  
• Allergiline reaktsioon
  
• Põletik
  
• KNS neurotransmitter
  
• Tugev vasodilataator
  
• Veresoonte endoteeli läbilaskvamaks muutumine
  

Serotoniin
Trüptofaani seedetrakti ja kopsude rakkudes, trombotsüütides ja KNS neuronites.
Serotoniini süntees vajab THB ja PLP ( Vitamiin B6)

• Sünaptiline transmitter
  
• Valu retseptsioon
  
• Arterioolide ja bronhioolide silelihaskoe kontraktsioon
  
• Kehatemperatuuri ja vererõhu regulatsioon
  
• Seedehormoonide vabanemine
  
• Une ja ärkveoleku vahekorra regulatsioon
  
• Melatoniini eellane
  
• Trombotsüütide agregatsioon
  
• Neurotransmitter
  

Katehhoolamiinid ( dopamiin , noradrenaliin, adrenaliin )
Türosiin

• Ülekandeaine
  
• Süsivesikute, lipiidide metabolism
  
• Südametegevuse intensiivistumine
  
• Vererõhu tõstmine
  
• Fight and flight reaction
  

Karnosiin , anseriin ja homokarnosiin
Histidiin , B-alaniin, ATP karnosiini süntetaasi toimel
1,2)Müosiini ATP-aasi aktiveerumine
Lihasrakusisese pH säilitamine
Vase kelateerimine
3) Neuromediaator
NAD
Trüptofaan, niatsiin
Neurotransmitter
Lämmastikoksiid (NO)
Arginiini baasil NOS abil

• Silelihaste lõõgastusfaktor
  
• KNS neurotransmitter
  
• Makrofaagide tumoritsiidne/bakteritsiidne faktor
  
• Trombotsüütide adhesiooni ja agregatsiooni pärssija
  

Polüamiin
Ornitiin

• RNA ja DNA süntees ning stabiliseerimine
  
• Valgu sünteesi mõjutamine
  
• Raku organellide stabiliseerimine
  
• Ensüümide inhibeerimine
  
• Rakkude jagunemine
  
• Kudede kasv
  

Glutatioon
L-glutamaat, Cys

• Hb kaitse denaturatsiooni eest
  
• Erütrotsüütide membraani stabiliseerimine
  
• Met-Hb redutseerimine Hb-ks
  
• Rakusisene keskne mitte-ensüümne antioksüdant
  
• Oksüdatiivse ja nitrosatiivse stressi vastane kaitse
  
• Valkude, nukleiinhapete, LT-de ja PG-de süntees
  
• AH ja NO transport
  
• Ensüümide ja valkude tioolrühmade taastamine
  
• Võtmeensüümide tegevuse reguleerimine
  
• Ksenobiotikumide detoksikatsioon
  
• Signaalmolekuli roll
  
• Rakutalitluse redoks -regulaator
  

GABA
Glutamaadist glutamaadi dekarboksülaasi toimel
Klassikaline pidurdav ülekandeaine KNS-is
Homotsüsteiin
Metioniin
SVH ja neurodegeneratsioon
Transamiinimine
Aminohapete metabolism- keskne protsess, mida vajab nii aminohapete (v.a. Lys ja Thr) katabolismis, kui ka aminohapete sünteesil. Transamiinimist viivad läbi aminotransferaasid (AST ja ALT). Aminohapete katabolismis on aminorühma ainuaktseptor a-ketoglutaraat. AST katalüüsib aminohapete rühma ülekannet aspartaadilt a-ketoglutaraadile, tekib OAA ja glutamaat ning ALT vastavalt alaniinist a-ketoglutaraadile, tekivad Pyr ja glutamaat. Transamiinimise kataboolne roll on aminohapete aminorühma kanaliseerimine glutamaati , sest ainult glutamaat allub oksüdatiivsele desamiinimisele. Seega glutamaat on inimkeha keskne aminohape. Aminotransferaaside koensüümiks on püridoksaalfosfaat (vitamin B6 derivaat ). Transamiinimisreaktsioonide tasakaalukonstant ~1 näitab, et vajaduse korral võib toimuda kas kataboolne aminohapete aminorühma eemaldamine või AH süntees aminorühma ülekande abil vastavatele a-ketohapetele. ALT ja AST on maksa- ja lihaskahjustuste tüüpmarkerid.
Glutamaadi oksüdatiivne desamiinimine toimub mitokondrites glutamaadi dehüdrogenaasi toimel, mida on rohkesti maksas , neerudes ja teistes kudedes. Glu DH tegevus on hästi reguleeritud. Kui energiatase on madal, aktiveeritakse Glu DH allosteeriliselt ADP ja GDP-ga. Kui energiatase on piisav, inhibeeritakse Glu DH allosteeriliselt ATP ja GTP-ga.
Söömisjärgselt on aminohapete tase maksarakkudes kõrge ja soodustatud nende lõhustamine transamiinimise ja glutamaadi oksüdatiivse desamiinimise koostöös.
Kestva valguvaese toidu puhul on aminohapete tase madal ja soodustatud nende süntees.
Ammoniaagi teke ja saatus
Ammoniaagi normtase vereplasmas on 0,015 … 0,048 mmol/l.
Ammoniaagi teke mehhanism koosneb järgmistest protsessidest:

Aminohapete katabolism

Puriin ja pürimidiinide katabolism

Karbamiidi lõhustamine

Gln lõhustamine glutaminaasiga glutamaadiks ja ammoniaagiks
Gln ja Ala on ammoniaagi kiirelimineerimise teed ja organitevahelised transporterid, st mitmed koed saadavad ammoniaagi Gln (aju,lihased) ja Ala (lihased) vormis. Gln on ammoniaagi ohutu transportija kui ka lühiajaline varu. Gln transpordib ammoniaagi lihastest ja ajust maksa ning maksast neerudesse. Ammoniaagi kiir-detoksikatsioon närvikoes glutamiiniks toimub glutamiini süntetaasi ja ATP toimel.
Milles avaldub ammoniaagi tsütotoksilisus ja kuidas inimkeha seda väldib?
Ammoniak esineb inimkehas rohkesti NH4+ vormis ning ka NH3 vormis. Ammoniaagi toksilisus algab alates 0,048 mmol/l. Maksakahjustused ja haigused häirivad ammoniaagi detoksikatsiooni ja transporti ning tekib omandatud hüperammoneemia (ammoniaagi kuhjumine veres). Karbamiidi sünteesi ensüümide defitsiit põhjustab pärilikku hüperammoneemiat. Ammoniaagi mõõdukas intoksikatsiooni sümptomid on värinad, ebaselge kõne, nägemise häire. Sügav intoksikatsioon tekitab kooma ja sellega võib järgneda surm.
Ammoniaagi toksilisuse peapõhjused:

Tsütoplasma pH taseme tõus NH3 kuhjumisega

AKG kulutamise suurenemine (Glu dehüdrogenaasi reaktsiooni käigus tasakaalu nihkumises Glu tekkesuunas) => TKT töö häire ja ATP tööhäire.

Laktaadi kuhjumine
Ammoniaagi taseme kontroll:

Salvestamine Gln ja Ala vormis

Kasutamine aminohapete sünteesiks

Ammoniumsoolade teke

Kasutamine karbamiidi sünteesis
Karbamiidi süntees
Karbamiidi süntees on inimkehas ammoniaagi detoksikatsiooni põhiline rada. Karbamiid on aminohapete metabolismi põhiline lõpp- produkt . Trans- ja desamiinimine võtab aminohapetelt aminorühma: karbamiidi üks lämmastik pärineb ammoniaagist, teine aga aspartaadist (algselt mõlemad on pärit glutamaadist). Karbamiidi süntees toimub maksas ureeatsüklis. Transporditakse verega neerudesse ning väljutatakse uureaga. Tsükli käigus toimub ületoksilise ammoniaagi detoksikatsioon karbamiidiks. Sünteesi esimesed reaktsioonid toimuvad mitokondri maatriksis, edasised aga tsütoplasmas. Karbamiidi sünteesi allosteeriline võtmeregulaator on N-atsetüülglutamaat.
Neerupuudulikkus ja neerukivid
Neerupuudulikuse puhul tõuseb karbamiidi tase veres ja suureneb tema soolde difundeeruv hulk. Soole mikrofloora toodab ammoniaagi nii palju, et võib tekkida hüperammoneemia. Hüperammoneemia raviks saab kasutada antibiootikume. Kuseteede infektsiooni puhul ammoniaagi teke põhjustab karbamiidist uriini leelistumist. Lahustumatute magneesium -ammooniumfosfaatide sadenemine põhjustab neerukivide teket. Hüperammoneemia on KNS häirete (entsefalopaatiad) domineeriv põhjus.
Aminohapete süsinikskeleti metabolism
Pärast a-aminorühma kõrvaldamist transamiinimise või desaminimise teel saab aminohappest vastav ketohape (aminohapete süsinikskelett). Järgmisena võib toimida süsinikskeletti lõhustamine TKT energiavajadustel. Selle protsessi võtmeühendid on Pyr, atsetüül-CoA, atsetoatsetüül-CoA, OAA, AKG, sukstinüül-CoA, fumaraat). Ala muundub Pyr-iks, Glu muundub AKG-iks, Asp muundub OAA- diks aminohapete lõhustumisel ning aminohapete sünteesil toimub vastane muundumine . Aminohapete süsinikskeletti kasutab glükoosi, ketokehade ja rasvhapete süntees. Saab eristada glükogeenseid aminohappeid , mis katabolismi käigus võivad anda Pyr või TKT vaheühendid (AKG, sukstinüül-CoA, fumaraat, OAA) . Glükoketogeensed aminohaped katabolismi käigus võivad anda Glc sünteesi substraate (Pyr, AKG, sukstinüül-CoA, fumaraat, OAA), kui ka ketokehade ja rasvhapete eelühendeid (atsetüül-CoA, atsetoatsetüül-CoA). Ketogeenseid aminohappeid annavad atsetüül-CoA või atsetoatsetüül-CoA, kasutatavad ketokehade ja rasvhapete sünteesiks. Ketogeenseid aminohappeid manustatakse hüperglükeemia ravil.
Hargnenud ahelaga aminohapped
Hargnenud ahelaga aminohapete (Val, Ile, Leu) katabolism erineb teiste aminohapete omast. Alguses toimub aminorühma elimineerimine vastava HAAH aminotransferaasiga . Ensüümi kaks isovormi transamiinivad kõike kolme aminohapet, kolmas on spetsiifiline Leu jaoks. Järgnevates protsessides tekivad võtmemetaboliidid: Val annab sukstinüül-CoA, Ile annab sukstinüül-CoA ja atsetüül-CoA, Leu annab atsetoatsetaadi ja atsetüül-CoA. HAAH katabolism vajab lipoaati, tiamiini, pantoteenhapet, niatsiini, riboflaviini, biotiini ja kobalamiini.
Mis põhjustab rohke valgurikatoitu tarbimine?
Kui tarbida rohkesti valgurikast toitu, siis suureneb konkurents läbi HEB toimuvas transpordis mitmete teiste aminohapete ja Trp vahel ning Trp sattumine ajju väheneb.
Miks põhjustab süsivesikute tarbimine unisust?
Süsivesikute tarbimine põhjustab unisust, sest see stimuleerib INS vabanemist ja INS põhjustab aminohapete suurenenud elimineerimist verest ja intensiivsemat haaramist lihaskoerakkudesse. See viib aminohapete taseme langusele veres, mistõttu Trp transport läbi HEB-i ajju on soodustatud.
NOS organismis
Neuronaalne (nNOS) närvikoes, Ca/kalmoduliin-kontrollitud,
Indutseeriv (iNOS) makrofaagides, Ca/kalmoduliin-mittekontrollitud,
Endoteliaalne ( eNOS ) endoteelis, Ca/kalmoduliin-kontrollitud.