Нарушения межуточного обмена аминокислот

Катаболизм большинства аминокислот начинается с отщепления от них аминогруппы, что происходит в 2-х типах реакций: трансаминирования и дезаминирования.

Трансаминирование — перенос аминогруппы аминокислоты на α-кетокислоту, в результате образуются новая кетокислота и новая аминокислота.

Процесс трансаминирования легко обратим и катализируется трансаминазами, коферментом которых является пиридоксальфосфат — производное витамина В₆ (служит переносчиком аминогрупп). Чаще всего в реакциях трансаминирования участвуют аминокислоты, содержание которых в тканях выше остальных (глутамат, аланин, аспартат) и соответствующие им кетокислоты (α-кетоглутарат, пируват, оксалацетат). Основным акцептором аминогрупп служит α-кетоглутарат. Принимая аминогруппу, он превращается в глутамат — донор аминогрупп, способный передавать их любым α-кетокислотам для образования новых аминокислот (рис. 3). Кетокислоты, образующиеся при трансаминировании (например, пировиноградная), также могут использоваться для синтеза глюкозы или окислиться до СО₂ и Н₂О подобно глюкозе и жирным кислотам. Трансаминирование — начальный этап катаболизма аминокислот, в результате которого аминный азот перераспределяется в тканях организма. Реакции трансаминирования играют роль в превращении аминокислот в кетокислоты или в образовании из кетокислот ряда заменимых аминокислот в том случае, если организм испытывает в них потребность. При трансаминировании общее количество аминокислот в клетке не меняется.

Рис. 3. — Трансаминирование (по В.В. Новицкому и соавт., 2009)

Дезаминирование — реакция отщепления α-аминогруппы от аминокислоты, в результате чего образуется соответствующая α-кетокислота, которая может использоваться в реакциях трансаминирования, и выделяется молекула аммиака. Процесс окислительного дезаминирования снижается в связи с ослаблением трансаминирования, при гипоксии, гиповитаминозах В₂, РР, С, белковом голодании.

Нарушение процессов трансаминирования и окислительного дезаминирования аминокислот ограничивает их использование для синтеза глюкозы, жирных кислот, заменимых аминокислот, а также их окисление с освобождением энергии. При этом повышается содержание свободных аминокислот в сыворотке крови и в моче (гипераминоацидемия и гипераминоацидурия), снижается синтез мочевины. Такие нарушения особенно выражены при обширных повреждениях гепатоцитов (вирусные и токсические гепатиты и др.), так как в этих клетках метаболизм аминокислот происходит наиболее интенсивно.

Декарбоксилирование —отщеплении от аминокислоты α-карбоксильной группы. В результате образуются СО₂ и биогенные амины: гистамин - из гистидина, серотонин — из 5-окситриптофана, тирамин — из тирозина, γ-аминомасляная кислота (ГАМК) — из глутаминовой, дофамин - из диоксифенилаланина и некоторые другие.

Эти процессы необратимы и катализируются декарбоксилазами, коферментом которых является пиридоксальфосфат (витамин В₆); при его дефиците образование биогенных аминов снижается. В частности, уменьшается образование ГАМК, которая является основным тормозным нейромедиатором, как следствие этого наблюдается частое развитие судорог. Биогенные амины обладают высокой физиологической активностью. Наряду с ГАМК, серотонин и дофамин являются также нейромедиаторами в ЦНС, их повышенное или пониженное содержание в ткани мозга играет роль в патогенезе некоторых форм нейропатологии (нервной депрессии, паркинсонизма, шизофрении). Повышенное образование в организме серотонина (при опухоли, развивающейся из энтерохромафинных клеток кишечника) сопровождается спазмом мускулатуры бронхов и кишечника, диареей, усилением агрегации тромбоцитов; кроме того, серотонин является мощным вазоконстриктором. Хорошо известна роль гистамина в появлении болевых ощущений, развитии воспаления и аллергических реакций.