Регуляция обмена аминокислот

 

Аминокислотный баланс в организме зависит от полноценности белков, поступающих с пищей. Отсутствие даже одной аминокислоты делает невозможным синтез соответствующих белков, нарушется азотистый баланс.

Установлено, что денервация органов и тканей приводит к нарушению питания в них, развитию атрофии. При этом происходит активация протеолиза и торможение биосинтеза белков. Денервированная мышца атрофируется, в ней снижается количество миозина (мышечная дистрофия).

Гормональные влияния на различные фазы метаболизма белков обеспечивают динамический баланс процессов их синтеза и распада. По своему влиянию на обмен белков гормоны можно условно разделить на две группы:

I. Гормоны с анаболическим эффектом (способствуют синтезу белков):

1. Соматотропин синтезируется клетками передней доли гипофиза. Концентрация соматотропина в крови не превышает 3 нг/мл. Секреция гормона носит пульсирующий характер с интервалами 20–30 мин. Уровень гормона может возрастать до 30–100 нг/мл под влиянием таких факторов, как физическая нагрузка, белковое питание, аминокислота аргинин. Более высокая секреция соматотропина отмечается в ночное время. Основное действие соматотропина направлено на регуляцию обмена белков и процессов роста организма. Под влиянием гормона усиливается транспорт аминокислот в клетки мышц, синтез белка в костях, хрящах, мышцах, печени, увеличивается общее количество РНК и общее количество клеток. Влияние гормона на рост скелета и мягких тканей опосредуется соматомединами, которые синтезируются в ответ на взаимодействие гормона с рецепторами клеток печени. Соматомедины обладают инсулиноподобным действием и поэтому называются также инсулиноподобными факторами роста. Они проявляют все действие в меньших концентрациях, чем инсулин. Избыточное образование соматотропина в детском возрасте проявляется развитием гигантизма, при котором имеет место увеличение костей, мягких тканей и органов относительно пропорционально (больные имеют рост до 2 м 80 см). При нарушении синтеза гормона у взрослых развивается акромегалия, при которой имеет место непропорциональное увеличение размеров тела (увеличиваются в основном кости и хрящи лица, кистей, стоп, черепа и т.д.)

2. Инсулин – главный анаболический гормон, обладает следующими эффектами:

- активирует дегидрогеназы пентозного пути, одним из продуктов которого является рибозо-5-фосфат, необходимый для синтеза нуклеотидов;

- подавляет транскрипцию гена ключевого фермента глюконеогенеза – фосфоенолпируваткарбоксикиназы, вследствие чего снижается скорость глюконеогенеза и, следовательно, ограничивается использование аминокислот в этом процессе;

- усиливает поглощение клетками аминокислот (особенно лейцина и валина);

- усиливает транспорт в клетку ионов калия, который используется в синтезе белка;

- усиливает репликацию ДНК и пролиферацию клеток;

- обладает способностью подавлять апоптоз клеток;

- контролирует синтез фактора инициации трансляции без которого невозможно присоединение мет.тРНК к инициаторному комплексу.

3. Половые гормоны. Мощным анаболическим действием об-ладают андрогены. Они стимулируют клеточное деление, способст-вуют синтезу белка костной и мышечной тканей.

4. Трийодтиронин и тетрайодтиронин (тироксин) – гормоны щитовидной железы, в физиологических концентрациях способствуют синтезу белка, стимулируют процессы роста организма. Кроме того, трийодтиронин ускоряет транскрипцию гена соматотропина, поэтому при дефиците Т₃ клетки гипофиза теряют способность к синтезу гормона роста организма.

II. Гормоны с катаболическим эффектом (способствуют распаду белков):

1. Трийодтиронин и тетрайодтиронин (тироксин) в повышенных количествах усиливают катаболические процессы, основной обмен веществ и тормозят синтез белков.

2. Глюкокортикоиды образуются в клетках пучковой зоны надпочечников из холестерола. Влияние глюкокортикоидов на обмен белков проявляется двояко: в печени кортизол в основном оказывает анаболический эффект. В мышцах, лимфоидной и жировой тканях, коже и костях кортизол тормозит синтез белков, РНК и ДНК, а также стимулирует распад белков. Этому содействует способность кортизола стимулировать синтез ферментов катаболизма аминокислот, в частности аминотрансфераз. Кроме того, кортизол стимулирует образование в печени основного фермента глюконеогенеза – фосфоенолпируваткарбоксикиназы, благодаря чему ускоряется использование глюкогенных аминокислот в синтезе глюкозы. Высокая концентрация глюкокортикоидов подавляет иммунные реакции, вызывая гибель лимфоцитов, вызывает торможение роста и деления фибробластов, а также синтез коллагена и фибронектина. Для гиперсекреции глюкокортикоидов типичны истончение кожи, мышечная слабость, атрофия мышц, плохое заживление ран.

 

 

НАСЛЕДСТВЕННЫЕ НАРУШЕНИЯ

ОБМЕНА АМИНОКИСЛОТ

Наиболее часто встречаются четыре вида молекулярных болезней, связанных с обменом фенилаланина и тирозина. Их причиной являются метаболические блоки на разных этапах обмена этих аминокислот (рис. 2).

 

Рис. 2 Метаболические блоки