Nahrungsproteine ​​sind die Hauptstickstoffquelle für den Körper. Stickstoff wird vom Körper in Form von Endprodukten des Stickstoffstoffwechsels ausgeschieden. Der Zustand des Stickstoffstoffwechsels wird durch das Konzept der Stickstoffbilanz charakterisiert.

Stickstoffbilanz– der Unterschied zwischen Stickstoff, der in den Körper gelangt und den Körper verlässt. Es gibt drei Arten der Stickstoffbilanz: Stickstoffbilanz, positive Stickstoffbilanz, negative Stickstoffbilanz

Bei positive Stickstoffbilanz Die Stickstoffaufnahme hat Vorrang vor der Stickstoffabgabe. Unter physiologischen Bedingungen stellt sich eine tatsächlich positive Stickstoffbilanz ein (Schwangerschaft, Stillzeit, Kindheit). Für Kinder im Alter von 1 Lebensjahr sind es +30 %, im Alter von 4 Jahren - +25 %, bei Jugend+14 %. Bei einer Nierenerkrankung ist eine falsch positive Stickstoffbilanz möglich, bei der Endprodukte des Stickstoffstoffwechsels im Körper zurückgehalten werden.

Bei negative Stickstoffbilanz Die Freisetzung von Stickstoff überwiegt die Aufnahme. Dieser Zustand ist bei Krankheiten wie Tuberkulose, Rheuma und Krebs möglich. Stickstoffbilanz typisch für gesunde Erwachsene, deren Stickstoffaufnahme der Stickstoffausscheidung entspricht.

Der Stickstoffstoffwechsel wird charakterisiert Verschleißkoeffizient, Darunter versteht man die Menge an Protein, die dem Körper unter Bedingungen eines vollständigen Proteinmangels verloren geht. Bei einem Erwachsenen sind es 53 mg/kg (oder 24 g/Tag). Bei Neugeborenen ist die Abnutzungsrate höher und beträgt 120 mg/kg. Der Stickstoffhaushalt wird durch die Proteinernährung sichergestellt.

Proteindiät durch bestimmte quantitative und qualitative Kriterien gekennzeichnet.

Quantitative Kriterien für die Proteinernährung

Proteinminimum- die Proteinmenge, die den Stickstoffhaushalt gewährleistet, vorausgesetzt, dass alle Energiekosten durch Kohlenhydrate und Fette gedeckt werden. Es beträgt 40-45 g/Tag. Bei längerer Einnahme eines Proteinminimums leiden Immunprozesse, hämatopoetische Prozesse und das Fortpflanzungssystem. Daher ist es für Erwachsene notwendig Proteinoptimum - die Menge an Protein, die die Erfüllung aller seiner Funktionen gewährleistet, ohne die Gesundheit zu beeinträchtigen. Sie beträgt 100 – 120 g/Tag.

Für Kinder Die Verbrauchsrate wird derzeit in Richtung einer Reduzierung überarbeitet. Bei einem Neugeborenen beträgt der Proteinbedarf etwa 2 g/kg, am Ende eines Jahres sinkt er bei natürlicher Ernährung auf 1 g/Tag, bei künstlicher Ernährung bleibt er bei 1,5 – 2 g/Tag

Qualitative Kriterien für die Proteinernährung

Proteine, die für den Körper wertvoller sind, müssen folgende Anforderungen erfüllen:

• enthalten eine Reihe aller essentiellen Aminosäuren (Valin, Leucin, Isoleucin, Threonin, Methionin, Lysin, Arginin, Histidin, Tryptophan, Phenylalanin).
• Das Verhältnis zwischen Aminosäuren sollte ihrem Verhältnis in Gewebeproteinen nahekommen
• gut verdaut Magen-Darmtrakt

Diese Anforderungen werden am besten von Proteinen tierischen Ursprungs erfüllt. Bei Neugeborenen müssen alle Proteine ​​vollständig sein (Muttermilchproteine). Im Alter von 3–4 Jahren sollten etwa 70–75 % aus vollständigen Proteinen bestehen. Bei Erwachsenen sollte ihr Anteil etwa 50 % betragen.

Physiologisches Mindestprotein

1. Kleine medizinische Enzyklopädie. - M.: Medizinische Enzyklopädie. 1991-96 2. Erste Hilfe. - M.: Große russische Enzyklopädie. 1994 3. Enzyklopädisches Wörterbuch medizinischer Begriffe. - M.: Sowjetische Enzyklopädie. - 1982-1984.

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Großes medizinisches Wörterbuch

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Das Proteinminimum ist die minimale Proteinmenge, die es Ihnen ermöglicht, das Stickstoffgleichgewicht im Körper aufrechtzuerhalten (Stickstoff ist ein sehr wichtiges Element für alle Lebewesen, da er Bestandteil aller Aminosäuren und Proteine ​​ist). Es wurde festgestellt, dass beim Fasten von 8 bis 10 Tagen eine konstante Menge Protein im Körper abgebaut wird – etwa 23,2 Gramm (bei einer Person mit 70 kg). Dies bedeutet jedoch keineswegs, dass die Aufnahme der gleichen Menge Protein aus der Nahrung den Bedarf unseres Körpers an diesem Nahrungsbestandteil, insbesondere beim Sport, vollständig decken kann. Das Proteinminimum kann grundlegende physiologische Prozesse nur auf dem richtigen Niveau aufrechterhalten, und selbst dann nur für sehr kurze Zeit.

Optimales Protein ist die Proteinmenge in der Nahrung, die den Bedarf des Menschen an stickstoffhaltigen Verbindungen vollständig befriedigt und dadurch die Muskeln, die sich nach körperlicher Aktivität erholen, mit den notwendigen Komponenten versorgt, eine hohe Leistungsfähigkeit des Körpers aufrechterhält und zur Bildung eines ausreichenden Widerstandsniveaus beiträgt zu Infektionskrankheiten. Das Proteinoptimum für den Körper einer erwachsenen Frau liegt bei etwa 90 – 100 Gramm Protein pro Tag, und bei regelmäßiger intensiver körperlicher Betätigung kann dieser deutlich ansteigen – auf bis zu 130 – 140 Gramm pro Tag und sogar mehr. Es wird angenommen, dass zur Erreichung des Proteinoptimums pro Tag bei körperlicher Betätigung eine durchschnittliche Zufuhr von 1,5 Gramm Protein oder mehr pro Kilogramm Körpergewicht erforderlich ist. Doch selbst bei intensivstem Training im Sport sollte die Proteinmenge 2 – 2,5 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht nicht überschreiten. Wenn Sie Sportvereine oder Fitnessclubs zu rein gesundheitsfördernden Zwecken besuchen, sollte als optimaler Proteingehalt in Ihrer Ernährung die Menge angesehen werden, die sicherstellt, dass der Körper 1,5 – 1,7 Gramm Protein pro Kilogramm Körpergewicht erhält.

Die Einhaltung des Proteinminimums und Proteinoptimums beim Sport ist jedoch nicht die einzige Voraussetzung für eine gute Ernährung, die nach aktivem Training für Erholungsprozesse im Körper sorgt. Tatsache ist, dass sich Nahrungsproteine ​​in ihrer Zusammensetzung erheblich unterscheiden können Nährwert. Beispielsweise sind Proteine ​​tierischen Ursprungs hinsichtlich ihrer Aminosäurezusammensetzung optimal für den menschlichen Körper. Sie enthalten alle essentiellen Aminosäuren, die für das Wachstum und die schnelle Erholung des Muskelgewebes beim Sport notwendig sind. In pflanzlichen Lebensmitteln enthaltene Proteine ​​enthalten nur sehr geringe Mengen einiger essentieller Aminosäuren oder zeichnen sich durch das völlige Fehlen einiger davon aus. Daher ist die optimale Ernährung beim Sport eine, die unbedingt Fleisch und Milchprodukte, Eier und Fisch umfasst.

Vorlesung Nr. 1. Verdauung von Proteinen im Magen-Darm-Trakt. Stickstoffbilanz. Proteinstandards in der Ernährung.

Vorlesungsübersicht:

1. Biologische Rolle von Proteinen.

2. Stickstoffhaushalt und seine Formen.

3. Proteinstandards in der Ernährung (Verschleißrate, Proteinminimum und Proteinoptimum). Kriterien für die Vollständigkeit des Nahrungsproteins.

4. Verdauung von Proteinen im Magen-Darm-Trakt. Eigenschaften von Enzymen des Magen-, Pankreas- und Darmsaftes. Die Rolle von Salzsäure bei der Verdauung von Proteinen. Der Mechanismus der Aktivierung proteolytischer Enzyme.

5. Magen-Darm-Hormone (Struktur, biologische Rolle).

6. Prozesse des Proteinzerfalls im Dickdarm. Neutralisierung toxischer Produkte des Proteinzerfalls. Indicana-Ausbildung. Reaktion zur Bestimmung von Indican im Urin, CDZ.

Biologische Rolle von Proteinen.

Proteine ​​erfüllen folgende Funktionen: plastisch (strukturell), katalytisch, schützend, transportierend, regulierend, energetisch.

Stickstoffhaushalt und seine Formen.

Die Stickstoffbilanz (AB) ist die Differenz zwischen dem Gesamtstickstoff, der mit der Nahrung in den Körper gelangt, und dem Gesamtstickstoff, der vom Körper über den Urin ausgeschieden wird. Formen von AB: 1) Stickstoffbilanz (N Nahrung = N Urin + Kot); 2) positive Stickstoffbilanz (N Nahrung ˃ N Urin + Kot); 3) negativ A.B. (N Nahrung ˂ N Urin + Kot).

Proteinstandards in der Ernährung (Verschleißkoeffizient, Proteinminimum und Proteinoptimum). Kriterien für die Vollständigkeit des Nahrungsproteins.

Proteine ​​bestehen aus 20 proteinogenen Aminosäuren.

Essentielle Aminosäuren können im menschlichen Gewebe nicht synthetisiert werden und müssen dem Körper täglich mit der Nahrung zugeführt werden. Dazu gehören: Valin, Leucin, Isoleucin, Methionin, Threonin, Lysin, Tryptophan, Phenylalanin.

Teilweise essentielle Aminosäuren (Arginin und Histidin) können im menschlichen Körper synthetisiert, aber nicht abgedeckt werden Tagesbedarf, besonders in der Kindheit.

Nichtessentielle Aminosäuren können im menschlichen Körper aus Stoffwechselzwischenprodukten synthetisiert werden.

Kriterien für die Nützlichkeit von Nahrungsprotein: 1) biologische Wertigkeit – dies ist die Aminosäurezusammensetzung und das Verhältnis der einzelnen Aminosäuren; 2) Verdaulichkeit von Protein im Magen-Darm-Trakt.

Komplettes Protein enthält alle essentiellen Aminosäuren in optimalen Anteilen und wird durch Magen-Darm-Enzyme leicht hydrolysiert. Ei- und Milchproteine ​​haben den größten biologischen Wert. Außerdem sind sie leicht verdaulich. Unter den pflanzlichen Proteinen nehmen Sojaproteine ​​den ersten Platz ein.

Die Verschleißrate ist die Menge an körpereigenem Protein, die jeden Tag in Endprodukte zerfällt. Der Durchschnitt liegt bei 3,7 g Stickstoff/Tag oder 23 g Protein/Tag.

Das physiologische Proteinminimum ist die Proteinmenge in der Nahrung, die es Ihnen ermöglicht, das Stickstoffgleichgewicht im Ruhezustand aufrechtzuerhalten. Für einen gesunden Erwachsenen – 40-50 g/Tag.

Das Proteinoptimum ist die Proteinmenge in der Nahrung, die die volle Vitalaktivität unterstützt. Für einen gesunden Erwachsenen – 80-100 g/Tag (1,5 g pro kg Körpergewicht).

Verdauung von Proteinen im Magen-Darm-Trakt. Eigenschaften von Enzymen des Magen-, Pankreas- und Darmsaftes. Die Rolle von Salzsäure bei der Verdauung von Proteinen. Der Mechanismus der Aktivierung proteolytischer Enzyme.

Der Abbau von Proteinen im Magen-Darm-Trakt erfolgt hydrolytisch. Die Enzyme werden Proteasen oder Peptidasen genannt. Der Prozess der Proteinhydrolyse wird Proteolyse genannt. Gastrointestinale Peptidasen werden in 2 Gruppen eingeteilt:

1) Endopeptidasen – katalysieren die Hydrolyse interner Peptidbindungen; Dazu gehören Enzyme: Pepsin (Magensaft), Trypsin und Chymotrypsin (Pankreassaft):

2) Exopeptidasen – katalysieren die Hydrolyse terminaler Peptidbindungen; Dazu gehören Enzyme: Carboxypeptidasen (Pankreassaft), Aminopeptidasen, Tri- und Dipeptidasen (Darmsaft).

Proteolytische Enzyme werden synthetisiert und in Form von Proenzymen – inaktiven Formen – in das Darmlumen abgesondert. Die Aktivierung erfolgt durch begrenzte Proteolyse – Spaltung des Inhibitorpeptids. Hydrolyse von Proteinen zu FAs: schrittweise Protein → Peptide → Aminosäuren.

Die Rolle der Salzsäure: Aktiviert Pepsin, erzeugt Säure (1,5-2), denaturiert Proteine, hat eine bakterizide Wirkung.

Die Aufnahme freier Aminosäuren ins Blut erfolgt durch aktiven Transport unter Beteiligung spezialisierter Trägerproteine.

Stickstoffbilanz Stickstoffbilanz.

Die übrigen Aminosäuren werden in Zellen leicht synthetisiert und werden als nicht essentiell bezeichnet. Dazu gehören Glycin, Asparaginsäure, Asparagin, Glutaminsäure, Glutamin, Serin, Prolin, Alanin.

Eine proteinfreie Ernährung endet jedoch mit dem Tod des Körpers. Der Ausschluss auch nur einer essentiellen Aminosäure aus der Nahrung führt zu einer unvollständigen Aufnahme anderer Aminosäuren und geht mit der Entwicklung einer negativen Stickstoffbilanz, Erschöpfung, Wachstumsstörungen und Funktionsstörungen des Nervensystems einher.

Bei einer proteinfreien Ernährung werden pro Tag 4g Stickstoff freigesetzt, was 25g Protein entspricht (VERSCHLEISSVERHÄLTNIS).

Physiologisches Proteinminimum – die zur Aufrechterhaltung des Stickstoffgleichgewichts erforderliche Mindestproteinmenge in der Nahrung beträgt 30-50 g/Tag.

VERDAUUNG VON PROTEINEN IM MAGEN-DARM-TRAKT. EIGENSCHAFTEN DER MAGEN-PEPTIDASEN, BILDUNG UND ROLLE DER HOLARSÄURE.

IN Lebensmittel der Gehalt an freien Aminosäuren ist sehr gering. Die überwiegende Mehrheit von ihnen ist Teil von Proteinen, die im Magen-Darm-Trakt unter der Wirkung von Protease-Enzymen hydrolysiert werden. Die Substratspezifität dieser Enzyme besteht darin, dass jedes von ihnen höchste Geschwindigkeit bricht Peptidbindungen auf, die von bestimmten Aminosäuren gebildet werden. Proteasen, die Peptidbindungen innerhalb eines Proteinmoleküls hydrolysieren, gehören zur Gruppe der Endopeptidasen. Enzyme, die zur Gruppe der Exopeptidasen gehören, hydrolysieren die Peptidbindung, die von terminalen Aminosäuren gebildet wird. Unter dem Einfluss aller gastrointestinalen Proteasen zerfallen Nahrungsproteine ​​in einzelne Aminosäuren, die dann in die Gewebezellen gelangen.

Entstehung und Rolle von Salzsäure

Die Hauptverdauungsfunktion des Magens besteht darin, dass er mit der Verdauung von Proteinen beginnt. Dabei spielt Salzsäure eine wesentliche Rolle. Proteine, die in den Magen gelangen, regen die Sekretion an Histamin und Gruppen von Proteinhormonen - gastrinov, die wiederum die Sekretion von HCI und dem Proenzym Pepsinogen bewirken. HCI wird in den Belegzellen der Magendrüsen gebildet

Die Quelle von H + ist H 2 CO 3, das in den Belegzellen des Magens aus aus dem Blut diffundierendem CO 2 und H 2 O unter Einwirkung des Enzyms Carboanhydrase gebildet wird

Durch die Dissoziation von H 2 CO 3 entsteht Bikarbonat, das unter Beteiligung spezieller Proteine ​​ins Plasma freigesetzt wird. C1-Ionen gelangen über den Chloridkanal in das Magenlumen.

Der pH-Wert sinkt auf 1,0–2,0.

Unter dem Einfluss von HCl werden Lebensmittelproteine, die keiner Wärmebehandlung unterzogen wurden, denaturiert, was die Verfügbarkeit von Peptidbindungen für Proteasen erhöht. Hcl hat eine bakterizide Wirkung und verhindert, dass pathogene Bakterien in den Darm gelangen. Darüber hinaus aktiviert Salzsäure Pepsinogen und schafft einen optimalen pH-Wert für die Wirkung von Pepsin.

Pepsinogen ist ein Protein, das aus einer einzelnen Polypeptidkette besteht. Unter dem Einfluss von HCl wird es während des Aktivierungsprozesses durch teilweise Proteolyse vom N-Terminus des Pepsinogenmoleküls abgespalten, das fast alle vorhandenen positiv geladenen Aminosäuren enthält in Pepsinogen. Daher überwiegen im aktiven Pepsin negativ geladene Aminosäuren, die an Konformationsumlagerungen des Moleküls und der Bildung des aktiven Zentrums beteiligt sind. Die unter dem Einfluss von HCl gebildeten aktiven Pepsinmoleküle aktivieren schnell die verbleibenden Pepsinogenmoleküle (Autokatalyse). Pepsin hydrolysiert hauptsächlich Peptidbindungen in Proteinen, die durch aromatische Aminosäuren (Phenylalanin, Tryptophan, Tyrosin) gebildet werden. Pepsin ist eine Endopeptidase, daher werden durch seine Wirkung im Magen kürzere Peptide gebildet, jedoch keine freien Aminosäuren.

Säuglinge haben ein Enzym im Magen Rennin(Chymosin), das zur Gerinnung der Milch führt. Im Magen von Erwachsenen gibt es kein Lab; ihre Milch gerinnt unter dem Einfluss von HCl und Pepsin.

eine weitere Protease - Magencin. Alle drei Enzyme (Pepsin, Rennin und Gastrixin) sind in der Primärstruktur ähnlich

KETOGENE UND GLYKOGENE AMINOSÄUREN. ANAPLEROTISCHE REAKTIONEN, SYNTHESE ESSENTIELLER AMINOSÄUREN (BEISPIEL).

Der Aminokatabolismus wird auf die Bildung reduziert Pyruvat, Acetyl-CoA, α -Ketoglutarat, Succinyl-CoA, Fumarat, Oxalacetat glykogene Aminosäuren- werden in Pyruvat und Zwischenprodukte des TCA-Zyklus umgewandelt und bilden schließlich Oxalacetat, können im Prozess der Gluconeogenese verwendet werden.

ketogen Aminosäuren werden im Prozess des Katabolismus in Acetoacetat (Lys, Leu) oder Acetyl-CoA (Leu) umgewandelt und können bei der Synthese von Ketonkörpern verwendet werden.

glykoketogen Aminosäuren werden sowohl zur Synthese von Glucose als auch zur Synthese von Ketonkörpern verwendet, da bei ihrem Katabolismus zwei Produkte entstehen – ein bestimmter Metabolit des Citratzyklus und Acetoacetat (Tri, Fen, Tyr) oder Acetyl-CoA (Ile).

Anaplerotische Reaktionen – stickstofffreie Aminosäurereste werden verwendet, um die Menge an Metaboliten des allgemeinen Katabolismus wieder aufzufüllen, die für die Synthese biologisch aktiver Substanzen aufgewendet wird.

Das Enzym Pyruvatcarboxylase (Coenzym – Biotin), das diese Reaktion katalysiert, kommt in der Leber und den Muskeln vor.

2. Aminosäuren → Glutamat → α-Ketoglutarat

unter dem Einfluss von Glutamatdehydrogenase oder Aminotransferasen.

3.

Propionyl-CoA und dann Succinyl-CoA können auch beim Abbau höherer Fettsäuren mit einer ungeraden Anzahl von Kohlenstoffatomen entstehen

4. Aminosäuren → Fumarat

5. Aminosäuren → Oxalacetat

Die Reaktionen 2 und 3 treten in allen Geweben (außer Leber und Muskeln) auf, in denen Pyruvatcarboxylase fehlt.

VII. BIOSYNTHESE ESSENTIELLER AMINOSÄUREN

Im menschlichen Körper ist die Synthese von acht nichtessentiellen Aminosäuren möglich: Ala, Asp, Asn, Ser, Gly, Glu, Gln, Pro. Das Kohlenstoffgerüst dieser Aminosäuren wird aus Glucose gebildet. Durch Transaminierungsreaktionen wird die α-Aminogruppe in die entsprechenden α-Ketosäuren eingeführt. universeller Spender α -Aminogruppe dient als Glutamat.

Aminosäuren werden durch Transaminierung von aus Glucose gebildeten α-Ketosäuren synthetisiert

Glutamat wird auch bei der reduktiven Aminierung von α-Ketoglutarat durch Glutamatdehydrogenase gebildet.

TRANSAMINIERUNG: PROZESSSCHEMA, ENZYME, BIOROLE. BIOROLLE VON ALATE UND ASAT UND KLINISCHE BEDEUTUNG IHRER BESTIMMUNG IM BLUTSERUM.

Transaminierung ist die Reaktion der Übertragung einer α-Aminogruppe von einer Aminosäure auf eine α-Ketosäure, was zur Bildung einer neuen Ketosäure und einer neuen Aminosäure führt. Der Transaminierungsprozess ist leicht reversibel

Die Reaktionen werden durch Aminotransferase-Enzyme katalysiert, deren Coenzym Pyridoxalphosphat (PP) ist.

Aminotransferasen kommen sowohl im Zytoplasma als auch in den Mitochondrien eukaryontischer Zellen vor. In menschlichen Zellen wurden mehr als 10 Aminotransferasen mit unterschiedlicher Substratspezifität gefunden. Fast alle Aminosäuren können Transaminierungsreaktionen eingehen. mit Ausnahme von Lysin, Threonin und Prolin.

• Im ersten Schritt wird dem Pyridoxalphosphat im aktiven Zentrum des Enzyms über eine Aldiminbindung eine Aminogruppe des ersten Substrats hinzugefügt. Es entstehen ein Enzym-Pyridoxaminphosphat-Komplex und eine Ketosäure – das erste Reaktionsprodukt. Dieser Prozess beinhaltet die intermediäre Bildung von 2 Schiff-Basen.
• Im zweiten Schritt verbindet sich der Enzym-Pyridoxaminphosphat-Komplex mit der Ketosäure und überträgt durch die Zwischenbildung von 2 Schiffschen Basen die Aminogruppe auf die Ketosäure. Dadurch kehrt das Enzym in seine ursprüngliche Form zurück und es entsteht eine neue Aminosäure – das zweite Produkt der Reaktion. Wenn die Aldehydgruppe von Pyridoxalphosphat nicht durch die Aminogruppe des Substrats besetzt ist, bildet es mit der ε-Aminogruppe des Lysinrests im aktiven Zentrum des Enzyms eine Schiff'sche Base

Am häufigsten sind an Transaminierungsreaktionen Aminosäuren beteiligt, deren Gehalt im Gewebe deutlich höher ist als bei anderen - Glutamat, Alanin, Aspartat und ihre entsprechenden Ketosäuren - α -Ketoglutarat, Pyruvat und Oxalacetat. Der wichtigste Aminogruppenspender ist Glutamat.

Die in den meisten Säugetiergeweben am häufigsten vorkommenden Enzyme sind: ALT (AlAT) katalysiert die Transaminierungsreaktion zwischen Alanin und α-Ketoglutarat. Dieses Enzym ist im Zytosol von Zellen vieler Organe lokalisiert, die größte Menge kommt jedoch in den Zellen der Leber und des Herzmuskels vor. ACT katalysiert die Transaminierungsreaktion zwischen Aepartat und α-Ketoglutarat. Es entstehen Oxalacetat und Glutamat. Die größte Menge findet sich in den Zellen des Herzmuskels und der Leber. Organspezifität dieser Enzyme.

Normalerweise beträgt die Aktivität dieser Enzyme im Blut 5-40 U/l. Bei einer Schädigung der Zellen des entsprechenden Organs werden Enzyme ins Blut abgegeben, wo ihre Aktivität stark ansteigt. Da AST und ALT in den Zellen der Leber, des Herzens und der Skelettmuskulatur am aktivsten sind, werden sie zur Diagnose von Erkrankungen dieser Organe eingesetzt. In Herzmuskelzellen übersteigt die Menge an AST die Menge an ALT deutlich, in der Leber ist das Gegenteil der Fall. Daher ist die gleichzeitige Messung der Aktivität beider Enzyme im Blutserum besonders aussagekräftig. Das Verhältnis der AST/ALT-Aktivitäten wird aufgerufen „de-Ritis-Koeffizient“. Normalerweise beträgt dieser Koeffizient 1,33 ± 0,42. Während eines Myokardinfarkts erhöht sich die Aktivität von AST im Blut um das 8- bis 10-fache und die von ALT um das 2,0-fache.

Bei Hepatitis steigt die Aktivität von ALT im Blutserum um das 8- bis 10-fache und die von AST um das 2- bis 4-fache.

Melaninsynthese.

Arten von Melaninen

Methionin-Aktivierungsreaktion

Die aktive Form von Methionin ist S-Adenosylmethionin (SAM), eine Sulfoniumform der Aminosäure, die durch die Addition von Methionin an das Adenosinmolekül entsteht. Adenosin entsteht durch die Hydrolyse von ATP.

Diese Reaktion wird durch das Enzym Methioninadenosyltransferase katalysiert, das in allen Zelltypen vorhanden ist. Die Struktur (-S + -CH 3) in SAM ist eine instabile Gruppe, die die hohe Aktivität der Methylgruppe bestimmt (daher der Begriff „aktives Methionin“). Diese Reaktion ist in biologischen Systemen einzigartig, da sie die einzige bekannte Reaktion zu sein scheint, die alle drei Phosphatreste von ATP freisetzt. Die Abspaltung der Methylgruppe von SAM und ihre Übertragung auf die Akzeptorverbindung wird durch Methyltransferase-Enzyme katalysiert. SAM wird während der Reaktion in S-Adenosylhomocystein (SAT) umgewandelt.

Kreatinsynthese

Kreatin ist für die Bildung einer energiereichen Verbindung in den Muskeln notwendig – Kreatinphosphat. Die Kreatinsynthese erfolgt in 2 Stufen unter Beteiligung von 3 Aminosäuren: Arginin, Glycin und Methionin. In den Nieren Guanidinacetat entsteht durch die Wirkung von Glycin-Amidinotransferase. Anschließend wird das Guanidinacetat transportiert zur Leber wo die Methylierungsreaktion stattfindet.

Transmethylierungsreaktionen werden auch verwendet für:

• Synthese von Adrenalin aus Noradrenalin;
• Synthese von Anserin aus Carnosin;
• Methylierung stickstoffhaltiger Basen in Nukleotiden usw.;
• Inaktivierung von Metaboliten (Hormone, Mediatoren usw.) und Neutralisierung von Fremdstoffen, einschließlich Medikamenten.

Eine Inaktivierung biogener Amine kommt auch vor:

Methylierung unter Beteiligung von SAM unter Einwirkung von Methyltransferasen. Auf diese Weise können verschiedene biogene Amine inaktiviert werden, am häufigsten werden jedoch Gastamin und Adrenalin inaktiviert. Somit erfolgt die Inaktivierung von Adrenalin durch Methylierung der Hydroxylgruppe in der ortho-Position

AMMONIAK-TOXIZITÄT. SEINE BILDUNG UND ENTLÜFTUNG.

Der Abbau von Aminosäuren im Gewebe erfolgt konstant mit einer Rate von ∼100 g/Tag. In diesem Fall wird durch die Desaminierung von Aminosäuren eine große Menge Ammoniak freigesetzt. Viel kleinere Mengen Es entsteht bei der Desaminierung biogener Amine und Nukleotide. Ein Teil des Ammoniaks entsteht im Darm durch die Einwirkung von Bakterien auf Nahrungsproteine ​​(verrottende Proteine ​​im Darm) und gelangt in das Blut der Pfortader. Die Ammoniakkonzentration im Blut der Pfortader ist deutlich höher als im allgemeinen Blutkreislauf. Eine große Menge Ammoniak wird in der Leber zurückgehalten, wodurch der Ammoniakspiegel im Blut niedrig gehalten wird. Die normale Ammoniakkonzentration im Blut überschreitet selten 0,4–0,7 mg/l (oder 25–40 µmol/l).

Ammoniak ist eine giftige Verbindung. Schon eine geringfügige Erhöhung seiner Konzentration wirkt sich negativ auf den Körper und vor allem auf das Zentralnervensystem aus. So führt ein Anstieg der Ammoniakkonzentration im Gehirn auf 0,6 mmol zu Anfällen. Zu den Symptomen einer Hyperammonämie gehören Zittern, undeutliche Sprache, Übelkeit, Erbrechen, Schwindel, Krampfanfälle und Bewusstlosigkeit. In schweren Fällen entwickelt sich ein Koma, das tödlich endet. Der Mechanismus der toxischen Wirkung von Ammoniak auf das Gehirn und den gesamten Körper hängt offensichtlich mit seiner Wirkung auf mehrere Funktionssysteme zusammen.

• Ammoniak dringt leicht durch Membranen in Zellen ein und verschiebt in Mitochondrien die durch Glutamatdehydrogenase katalysierte Reaktion in Richtung Glutamatbildung:

α-Ketoglutarat + NADH + H + + NH 3 → Glutamat + NAD + .

Eine Abnahme der Konzentration von α-Ketoglutarat verursacht:

· Hemmung des Aminosäurestoffwechsels (Transaminierungsreaktion) und damit der Synthese von Neurotransmittern daraus (Acetylcholin, Dopamin usw.);

· hypoenergetischer Zustand als Folge einer Abnahme der TCA-Zyklusrate.

Ein Mangel an α-Ketoglutarat führt zu einer Abnahme der Konzentration der Metaboliten des TCA-Zyklus, was zu einer Beschleunigung der Reaktion der Oxalacetat-Synthese aus Pyruvat führt, begleitet von einem intensiven Verbrauch von CO 2. Eine erhöhte Produktion und ein erhöhter Verbrauch von Kohlendioxid während einer Hyperammonämie ist besonders charakteristisch für Gehirnzellen. Ein Anstieg der Ammoniakkonzentration im Blut verschiebt den pH-Wert in den alkalischen Bereich (was zu einer Alkalose führt). Dies wiederum erhöht die Affinität von Hämoglobin zu Sauerstoff, was zu Gewebehypoxie, Ansammlung von CO 2 und einem hypoenergetischen Zustand führt, der hauptsächlich das Gehirn betrifft. Hohe Ammoniakkonzentrationen stimulieren die Synthese von Glutamin aus Glutamat im Nervengewebe (unter Beteiligung der Glutaminsynthetase):

Glutamat + NH 3 + ATP → Glutamin + ADP + H 3 P0 4.

· Die Anreicherung von Glutamin in Neurogliazellen führt zu einem Anstieg des osmotischen Drucks in diesen, zu einer Schwellung der Astrozyten und kann in hohen Konzentrationen zu Hirnödemen führen. Eine Abnahme der Glutamatkonzentration stört den Austausch von Aminosäuren und Neurotransmittern, insbesondere die Synthese von γ-Aminobuttersäure (GABA), dem wichtigsten Hemmtransmitter. Bei einem Mangel an GABA und anderen Mediatoren ist die Durchführung von Nervenimpuls Es kommt zu Krämpfen. Das NH 4 + -Ion dringt praktisch nicht in die Zytoplasma- und Mitochondrienmembranen ein. Ein Überschuss an Ammoniumionen im Blut kann den Transmembrantransport der einwertigen Kationen Na + und K + stören und mit ihnen um Ionenkanäle konkurrieren, was sich auch auf die Weiterleitung von Nervenimpulsen auswirkt.

Die hohe Intensität der Aminosäure-Desaminierungsprozesse im Gewebe und der sehr niedrige Ammoniakspiegel im Blut weisen darauf hin, dass Ammoniak aktiv in den Zellen bindet und ungiftige Verbindungen bildet, die vom Körper mit dem Urin ausgeschieden werden. Diese Reaktionen können als Ambetrachtet werden. In verschiedenen Geweben und Organen wurden verschiedene Arten solcher Reaktionen gefunden. Die Hauptreaktion der Ammoniakbindung, die in allen Geweben des Körpers abläuft, ist 1.) die Glutaminsynthese unter Einwirkung der Glutaminsynthetase:

Glutaminsynthetase ist in den Zellmitochondrien lokalisiert; damit das Enzym funktioniert, ist ein Cofaktor erforderlich – Mg 2+-Ionen. Glutaminsynthetase ist eines der wichtigsten regulatorischen Enzyme des Aminosäurestoffwechsels und wird allosterisch durch AMP, Glucose-6-phosphat sowie Gly, Ala und His gehemmt.

In Darmzellen Unter Einwirkung des Enzyms Glutaminase erfolgt die hydrolytische Freisetzung von Amidstickstoff in Form von Ammoniak:

Das bei der Reaktion gebildete Glutamat wird mit Pyruvat transaminiert. Die oc-Aminogruppe der Glutaminsäure wird auf Alanin übertragen:

Glutamin ist der wichtigste Stickstoffspender im Körper. Der Amidstickstoff von Glutamin wird für die Synthese von Purin- und Pyrimidinnukleotiden, Asparagin, Aminozuckern und anderen Verbindungen verwendet.

MENGENVERFAHREN ZUR BESTIMMUNG VON HARNSTOFF IM BLUTSERUM

In biologischen Flüssigkeiten wird M. mit gasometrischen Methoden, direkten photometrischen Methoden, die auf der Reaktion von M. mit verschiedenen Substanzen unter Bildung äquimolekularer Mengen farbiger Produkte basieren, sowie enzymatischen Methoden, die hauptsächlich das Enzym Urease verwenden, bestimmt. Gasometrische Methoden basieren auf der Oxidation von M. mit Natriumhypobromit in einer alkalischen Umgebung NH 2 -CO-NH 2 + 3NaBrO → N 2 + CO 2 + 3NaBr + 2H 2 O. Das Volumen des Stickstoffgases wird mit einem speziellen Gerät gemessen , am häufigsten der Borodin-Apparat. Diese Methode weist jedoch eine geringe Spezifität und Genauigkeit auf. Die gebräuchlichsten photometrischen Methoden basieren auf der Reaktion von Metall mit Diacetylmonoxim (Feron-Reaktion).

Zur Bestimmung von Harnstoff in Blutserum und Urin wird eine einheitliche Methode verwendet, die auf der Reaktion von Harnstoff mit Diacetylmonoxim in Gegenwart von Thiosemicarbazid und Eisensalzen in einer sauren Umgebung basiert. Eine weitere einheitliche Methode zur Bestimmung von M. ist die Urease-Methode: NH 2 -CO-NH 2 → Urease NH 3 +CO 2. Das freigesetzte Ammoniak bildet mit Natriumhypochlorit und Phenol Indophenol, das hat blaue Farbe. Die Farbintensität ist proportional zum M-Gehalt in der Prüfprobe. Die Urease-Reaktion ist hochspezifisch; es werden nur 20 Proben zum Testen entnommen. µl Blutserum im Verhältnis 1:9 mit NaCI-Lösung (0,154 M) verdünnt. Manchmal wird Natriumsalicylat anstelle von Phenol verwendet; Blutserum wird wie folgt verdünnt: auf 10 µl Blutserum 0,1 hinzufügen ml Wasser oder NaCl (0,154 M). Die enzymatische Reaktion verläuft in beiden Fällen 15 und 3–3 1/2 lang bei 37° Mindest jeweils.

Derivate von M., in deren Molekül Wasserstoffatome durch Säurereste ersetzt sind, werden Ureide genannt. Viele Ureide und einige ihrer Halogen-substituierten Derivate werden in der Medizin verwendet Medikamente. Zu den Ureiden zählen beispielsweise Salze der Barbitursäure (Malonylharnstoff), Alloxan (Mesoxalylharnstoff); Heterocyclisches Ureid ist Harnsäure .

Allgemeines Schema des Häm-Zerfalls. „DIREKTES“ UND „INDIREKTES“ BILIRUBIN, KLINISCHE BEDEUTUNG SEINER DEFINITION.

Häm (Hämoxygenase) – Biliverdin (Bilivinreduktase) – Bilirubin (UDP-Glucuranyltransferase) – Bilirubinmonoglucuronid (UD-Glucuronyltransferase) – Bilirubin-Diglucuronid

Unter normalen Bedingungen beträgt die Konzentration des Gesamtbilirubins im Plasma 0,3–1 mg/dl (1,7–17 µmol/l), 75 % des Gesamtbilirubins liegen in unkonjugierter Form vor (indirektes Bilirubin). Klinisch wird konjugiertes Bilirubin als direktes Bilirubin bezeichnet, da es wasserlöslich ist und schnell mit einem Diazoreagenz unter Bildung einer rosafarbenen Verbindung reagieren kann – dies ist die direkte Van-der-Berg-Reaktion. Unkonjugiertes Bilirubin ist hydrophob, kommt also im mit Albumin komplexierten Blutplasma vor und reagiert nicht mit dem Diazoreagens, bis ein organisches Lösungsmittel wie Ethanol zugesetzt wird, das das Albumin ausfällt. Unkonjugiertes Ilirubin, das erst nach der Proteinfällung mit dem Azofarbstoff reagiert, wird als indirektes Bilirubin bezeichnet.

Bei Patienten mit hepatozellulärer Pathologie, begleitet von einem längeren Anstieg der Konzentration von konjugiertem Bilirubin, findet sich im Blut eine dritte Form von Plasma-Bilirubin, bei der Bilirubin kovalent an Albumin gebunden ist und daher nicht auf übliche Weise abgetrennt werden kann. In manchen Fällen können bis zu 90 % des gesamten Bilirubingehalts im Blut in dieser Form vorliegen.

METHODEN ZUM NACHWEIS VON HÄMOGLOBIN-HÄM: PHYSIKALISCH (SPEKTRALANALYSE VON HÄMOGLOBIN UND SEINEN Derivaten); PHYSIKALISCH UND CHEMISCH (GEWINNUNG VON HÄMINHYDRATKRISTALLEN).

Spektralanalyse von Hämoglobin und seinen Derivaten. Der Einsatz spektrografischer Methoden bei der Untersuchung einer Oxyhämoglobinlösung zeigt zwei systemische Absorptionsbanden im gelbgrünen Teil des Spektrums zwischen den Fraunhofer-Linien D und E; reduziertes Hämoglobin weist nur eine breite Bande im gleichen Teil des Spektrums auf. Unterschiede in der Strahlungsabsorption durch Hämoglobin und Oxyhämoglobin dienten als Grundlage für eine Methode zur Untersuchung des Sauerstoffsättigungsgrads des Blutes - Oxygemometrie.

Carbhämoglobin ähnelt in seinem Spektrum dem Oxyhämoglobin. Wenn jedoch eine reduzierende Substanz hinzugefügt wird, weist Carbhämoglobin zwei Absorptionsbanden auf. Das Spektrum von Methämoglobin ist durch eine schmale Absorptionsbande links an der Grenze des roten und gelben Teils des Spektrums, eine zweite schmale Bande an der Grenze der gelben und grünen Zone und schließlich eine dritte breite Bande im Spektrum gekennzeichnet grüner Teil des Spektrums

Kristalle aus Hämin oder Hämatinhydrochlorid. Die Oberfläche des Flecks wird auf einen Glasobjektträger gekratzt und mehrere Körner werden zerkleinert. Dazu kommen 1-2 Körner Speisesalz und 2-3 Tropfen Eisessig. Decken Sie alles mit einem Deckglas ab und erhitzen Sie es vorsichtig, ohne es zum Kochen zu bringen. Das Vorhandensein von Blut wird durch das Auftreten braun-gelber Mikrokristalle in Form rhombischer Tabletten nachgewiesen. Wenn die Kristalle schlecht geformt sind, sehen sie aus wie ein Hanfsamen. Die Gewinnung von Häminkristallen beweist mit Sicherheit das Vorhandensein von Blut im Testobjekt. Ein negatives Testergebnis spielt keine Rolle. Fett und Rost erschweren die Gewinnung von Häminkristallen

REAKTIVE SAUERSTOFFARTEN: SUPEROXIDANION, WASSERSTOFFPEROXID, HYDROXYLRADIKAL, PEROXYNITRIT. IHRE BILDUNG, URSACHEN DER TOXIZITÄT. PHYSIOLOGISCHE ROLLE VON ROS.

Im CPE werden etwa 90 % des in die Zellen gelangenden O2 absorbiert. Der Rest von O 2 wird in anderen ORPs verwendet. Enzyme, die an der ORR mit O2 beteiligt sind, werden in zwei Gruppen eingeteilt: Oxidasen und Oxygenasen.

Oxidasen nutzen molekularen Sauerstoff nur als Elektronenakzeptor und reduzieren ihn zu H 2 O oder H 2 O 2.

Oxygenasen enthalten ein (Monooxygenase) oder zwei (Dioxygenase) Sauerstoffatome im resultierenden Reaktionsprodukt.

Obwohl diese Reaktionen nicht von einer ATP-Synthese begleitet werden, sind sie für viele spezifische Reaktionen im Aminosäurestoffwechsel notwendig Gallensäure und Steroide) bei Reaktionen der Neutralisierung von Fremdstoffen in der Leber

Bei den meisten Reaktionen mit molekularem Sauerstoff erfolgt die Reduktion stufenweise, wobei in jeder Stufe ein Elektron übertragen wird. Beim Ein-Elektronen-Transfer entstehen intermediär hochreaktive Sauerstoffspezies.

Im nicht angeregten Zustand ist Sauerstoff ungiftig. Die Bildung toxischer Formen von Sauerstoff ist mit den Besonderheiten seiner molekularen Struktur verbunden. O 2 enthält 2 ungepaarte Elektronen, die sich in unterschiedlichen Orbitalen befinden. Jedes dieser Orbitale kann ein weiteres Elektron aufnehmen.

Die vollständige Reduktion von O2 erfolgt durch 4 Einelektronenübergänge:

Superoxide, Peroxide und Hydroxylradikale sind aktive Oxidationsmittel, die für viele eine ernsthafte Gefahr darstellen strukurelle Komponenten Zellen

Reaktive Sauerstoffspezies können vielen Verbindungen Elektronen entziehen, sie in neue freie Radikale umwandeln und oxidative Kettenreaktionen auslösen

Die schädigende Wirkung freier Radikale auf Zellbestandteile. 1 - Zerstörung von Proteinen; 2 - ER-Schaden; 3 - Zerstörung der Kernmembran und DNA-Schädigung; 4 - Zerstörung der Mitochondrienmembranen; Eindringen von Wasser und Ionen in die Zelle.

Bildung von Superoxid in CPE. Beim Elektronentransfer unter Beteiligung von Coenzym Q kann es zu einem „Austritt“ von Elektronen in das CPE kommen. Bei der Reduktion wird Ubiquinon in das Semichinon-Radikalanion umgewandelt. Dieses Radikal reagiert nichtenzymatisch mit O2 unter Bildung eines Superoxidradikals.

Die meisten reaktiven Sauerstoffspezies werden während der Übertragung von Elektronen auf das CPE gebildet, hauptsächlich während der Funktion des QH 2-Dehydrogenase-Komplexes. Dies geschieht als Folge einer nicht-enzymatischen Übertragung („Leckage“) von Elektronen von QH 2 auf Sauerstoff (

Im Stadium des Elektronentransfers unter Beteiligung der Cytochromoxidase (Komplex IV) kommt es aufgrund der Anwesenheit spezieller aktiver Zentren, die Fe und Cu enthalten und O 2 reduzieren, im Enzym nicht, ohne dass zwischenzeitliche freie Radikale freigesetzt werden.

In phagozytischen Leukozyten kommt es während des Phagozytoseprozesses zu einer Zunahme der Sauerstoffaufnahme und der Bildung aktiver Radikale. Durch die Aktivierung der NADPH-Oxidase entstehen reaktive Sauerstoffspezies, die überwiegend auf der Außenseite der Plasmamembran lokalisiert sind und den sogenannten „Respiratory Burst“ mit der Bildung reaktiver Sauerstoffspezies auslösen

Der Schutz des Körpers vor den toxischen Wirkungen reaktiver Sauerstoffspezies hängt mit der Anwesenheit hochspezifischer Enzyme in allen Zellen zusammen: Superoxiddismutase, Katalase, Glutathionperoxidase sowie mit der Wirkung von Antioxidantien.

ENTSORGUNG REAKTIVER SAUERSTOFFARTEN. ENZYMISCHES ANTIOXIDANT-SYSTEM (KATALASE, SUPEROXID-DISMUTASE, GLUTATHION-PEROXIDASE, GLUTATHION-REDUKTASE). PROZESSDIAGRAMME, BIOROLLE, PROZESSORT.

Superoxiddismutase katalysiert die Dismutationsreaktion von Superoxidanionradikalen:
O2.- + O2.- = O2 + H 2O2
Während der Reaktion wurde Wasserstoffperoxid gebildet, das daher SOD inaktivieren kann Hyperventilieren„arbeitet“ immer paarweise mit Scalase, die Wasserstoffperoxid schnell und effizient in absolut neutrale Verbindungen abbaut.

Katalase (KF 1.11.1.6)– Hämoprotein, das die Neutralisationsreaktion von Wasserstoffperoxid katalysiert, das infolge der Dismutationsreaktion des Superoxidradikals entsteht:
2H2O2 = 2H2O + O2

Glutathionperoxid katalysiert Reaktionen, bei denen das Enzym Wasserstoffperoxid zu Wasser reduziert, sowie die Reduktion von organischen Hydroperoxiden (ROOH) zu Hydroxyderivaten und als Ergebnis in die oxidierte Disulfidform GS-SG umwandelt:
2GSH + H2O2 = GS-SG + H2O
2GSH + ROOH = GS-SG + ROH +H2O

Glutathionperoxidase neutralisiert nicht nur H2O2, sondern auch verschiedene organische Lipidperoxyle, die im Körper gebildet werden, wenn LPO aktiviert wird.

Glutathionreduktase (KF 1.8.1.7)– Flavoprotein mit einer prosthetischen Gruppe Flavinadenindinukleotid, besteht aus zwei identischen Untereinheiten. Glutathionreduktase katalysiert die Reaktion der Glutathionreduktion aus seiner oxidierten Form GS-SG, und alle anderen Glutathionsynthetase-Enzyme nutzen es:
2NADPH + GS-SG = 2NADP + 2 GSH

Dabei handelt es sich um ein klassisches zytosolisches Enzym aller Eukaryoten. Glutathiontransferase katalysiert die Reaktion:
RX + GSH = HX + GS-SG

KONJUGATIONSPHASE IM SYSTEM ZUR ENTSORGUNG GIFTIGER STOFFE. ARTEN DER KONJUGATION (BEISPIELE FÜR REAKTIONEN MIT FAPS, UDFGK)

Konjugation ist die zweite Phase der Neutralisierung von Substanzen, bei der zu den in der ersten Stufe gebildeten funktionellen Gruppen weitere Moleküle oder Gruppen endogenen Ursprungs hinzugefügt werden, wodurch die Hydrophilie erhöht und die Toxizität von Xenobiotika verringert wird

1. Beteiligung von Transferasen an Konjugationsreaktionen

UDP-Glucuronyltransferase. Uridin-Diphosphat (UDP)-Glucuronyltransferasen, die sich hauptsächlich im ER befinden, fügen einem Molekül einer Substanz, die während der mikrosomalen Oxidation entsteht, einen Glucuronsäurerest hinzu

IN Gesamtansicht: ROH + UDP-C6H9O6 = RO-C6H9O6 + UDP.

Sulfotransferasen. Zytoplasmatische Sulfotransferasen katalysieren die Konjugationsreaktion, bei der der Schwefelsäurerest (-SO3H) von 3"-Phosphoadenosin-5"-Phosphosulfat (FAPS) an Phenole, Alkohole oder Aminosäuren addiert wird

Die allgemeine Reaktion ist: ROH + FAF-SO3H = RO-SO3H + FAF.

Die Enzyme Sulfotransferase und UDP-Glucuronyltransferase sind an der Neutralisierung von Xenobiotika, der Inaktivierung von Arzneimitteln und endogenen biologisch aktiven Verbindungen beteiligt.

Glutathiontransferasen. Glutathiontransferasen (GT) nehmen unter den Enzymen, die an der Neutralisierung von Xenobiotika und der Inaktivierung normaler Metaboliten und Arzneimittel beteiligt sind, eine besondere Stellung ein. Glutathiontransferasen funktionieren in allen Geweben und spielen eine wichtige Rolle bei der Inaktivierung ihrer eigenen Metaboliten: einige Steroidhormone, Bilirubin, Gallensäuren. In der Zelle sind GTs hauptsächlich im Zytosol lokalisiert, es gibt jedoch Enzymvarianten im Zellkern und in den Mitochondrien .

Glutathion ist ein Tripeptid Glu-Cys-Gly (der Glutaminsäurerest ist über die Carboxylgruppe des Restes an Cys-Tein gebunden). GTs haben eine breite Spezifität für Substrate, deren Gesamtzahl 3000 übersteigt. GTs binden viele hydrophobe Substanzen und inaktivieren sie, aber nur diejenigen, die eine polare Gruppe haben, unterliegen einer chemischen Modifikation unter Beteiligung von Glugathion. Das heißt, Substrate sind Stoffe, die einerseits ein elektrophiles Zentrum (z. B. eine OH-Gruppe) und andererseits hydrophobe Zonen aufweisen. Neutralisierung, d.h. Die chemische Modifikation von Xenobiotika unter Beteiligung von GT kann von drei durchgeführt werden verschiedene Wege:

durch Konjugation des Substrats R mit Glutathion (GSH): R + GSH → GSRH,

als Ergebnis nukleophiler Substitution: RX + GSH → GSR + HX,

Reduktion organischer Peroxide zu Alkoholen: R-HC-O-OH + 2 GSH → R-HC-OH + GSSG + H2O

In der Reaktion: UN – Hydroperoxidgruppe, GSSG – oxidiertes Glutathion.

Das Neutralisationssystem unter Beteiligung von GT und Glutathion spielt eine einzigartige Rolle bei der Bildung der Widerstandskraft des Körpers gegen verschiedenste Einflüsse und ist der wichtigste Schutzmechanismus der Zelle. Bei der Biotransformation einiger Xenobiotika unter dem Einfluss von HT entstehen Thioester (RSG-Konjugate), die dann in Mercaptane umgewandelt werden, unter denen sich toxische Produkte befinden. Allerdings sind GSH-Konjugate mit den meisten Xenobiotika weniger reaktiv und hydrophiler als die Originalsubstanzen und daher weniger toxisch und leichter aus dem Körper zu entfernen

GTs können mit ihren hydrophoben Zentren eine große Anzahl lipophiler Verbindungen nichtkovalent binden (physikalische Neutralisierung) und so deren Eindringen in die Lipidschicht von Membranen und die Störung der Zellfunktionen verhindern. Daher wird GT manchmal als intrazelluläres Albumin bezeichnet.

GTs können Xenobiotika, bei denen es sich um starke Elektrolyte handelt, kovalent binden. Der Zusatz solcher Stoffe ist für GT „Selbstmord“, für die Zelle jedoch ein zusätzlicher Schutzmechanismus.

Acetyltransferasen, Methyltransferasen

Acetyltransferasen katalysieren Konjugationsreaktionen – die Übertragung eines Acetylrests von Acetyl-CoA auf die Stickstoffgruppe -SO2NH2, beispielsweise in der Zusammensetzung von Sulfonamiden. Membran- und zytoplasmatische Methyltransferasen unter Beteiligung von SAM methylieren die Gruppen -P=O, -NH2 und SH von Xenobiotika.

Die Rolle von Epoxidhydrolasen bei der Bildung von Diolen

An der zweiten Phase der Neutralisation (Konjugationsreaktion) sind auch einige andere Enzyme beteiligt. Epoxidhydrolase (Epoxidhydratase) fügt den in der ersten Phase der Neutralisation entstehenden Epoxiden von Benzol, Benzopyren und anderen polyzyklischen Kohlenwasserstoffen Wasser hinzu und wandelt sie in Diole um (Abb. 12-8). Bei der mikrosomalen Oxidation entstehende Epoxide sind krebserregend. Sie haben eine hohe chemische Aktivität und können an nicht-enzymatischen Alkylierungsreaktionen von DNA, RNA und Proteinen teilnehmen. Chemische Modifikationen dieser Moleküle können zur Degeneration einer normalen Zelle in eine Tumorzelle führen.

ROLLE VON PROTEIN IN DER ERNÄHRUNG, NORMEN, STICKSTOFFBILANZ, VERSCHLEISSVERHÄLTNIS, PHYSIOLOGISCHES PROTEINMINIMUM. Proteinmangel.

AA enthalten fast 95 % des gesamten Stickstoffs und halten so das Stickstoffgleichgewicht des Körpers aufrecht. Stickstoffbilanz- die Differenz zwischen der über die Nahrung aufgenommenen Stickstoffmenge und der ausgeschiedenen Stickstoffmenge. Wenn die zugeführte Stickstoffmenge gleich der abgegebenen Menge ist, dann Stickstoffbilanz. Dieser Zustand tritt bei einem gesunden Menschen mit normaler Ernährung auf. Bei Kindern und Patienten kann die Stickstoffbilanz positiv sein (mehr Stickstoff wird aufgenommen als ausgeschieden). Eine negative Stickstoffbilanz (die Stickstoffausscheidung überwiegt die Stickstoffaufnahme) wird beim Altern, beim Fasten und bei schweren Krankheiten beobachtet. Bei einer proteinfreien Ernährung wird die Stickstoffbilanz negativ. Die zur Aufrechterhaltung des Stickstoffgleichgewichts erforderliche Mindestmenge an Protein in der Nahrung beträgt 30–50 g/Zyt, während die optimale Menge für durchschnittliche körperliche Aktivität ∼100–120 g/Tag beträgt.

Aminosäuren, deren Synthese aufwendig und für den Körper unwirtschaftlich ist, lassen sich offensichtlich besser aus der Nahrung gewinnen. Solche Aminosäuren werden als essentiell bezeichnet. Dazu gehören Phenylalanin, Methionin, Threonin, Tryptophan, Valin, Lysin, Leucin, Isoleucin.

Zwei Aminosäuren – Arginin und Histidin – werden als teilweise ersetzbar bezeichnet. - Tyrosin und Cystein sind bedingt ersetzbar, da für ihre Synthese essentielle Aminosäuren erforderlich sind. Tyrosin wird aus Phenylalanin synthetisiert und die Bildung von Cystein erfordert das Schwefelatom von Methionin.

Die übrigen Aminosäuren werden in Zellen leicht synthetisiert und werden als nicht essentiell bezeichnet. Dazu gehören Glycin, Asparaginsäure, Asparagin, Glutaminsäure, Glutamin, Serie, Pro