Автор: Заменимые аминокислоты
Аланин
Без аланина у организма были бы трудности с получением энергии для ткани мышц, мозга и ЦНС. Ведь эта кислота — ее важнейший источник. Помимо этого она укрепляет иммунитет (вырабатывает антитела), и без нее не обходится метаболизм сахара и кислот органики.
Глицин
Клеточный синтез не проходит без глицина, так как эта кислота обеспечивает этот процесс необходимым количеством кислорода, отвечая за синтез красных кровяных телец. Помимо этого глицин необходим для производства гормонов, необходимых для иммунитета. Дефицит глицина ощущается как упадок энергии.
Глютамин
Глютамин используется как топливо при длительных нагрузках, участвует в формировании лимфоцитов, способствует укреплению памяти и концентрации. С помощью глютамина нормализуется уровень сахара, мозг функционирует лучше. Этой кислотой лечат импотенцию, язву и алкоголизм, а также хроническую усталость и расстройства психики (шизофрению, эпилепсию, общую заторможенность). Мозг человека преобразовывает глутамин в глутаминовую кислоту — необходимое «топливо» для мозговой деятельности.
Карнитин
Благодаря карнитину у организма получается связывать и выводить жирные кислоты. Он уменьшает избыточный вес и риски сердечных болезней, а также усиливает действие витамина С и витамина Е (антиоксиданты). В теле человека он может вырабатываться в печени и почках из глутамина и метионина. Эта кислота бывает двух видов: D и L. Лучше использовать препараты с L-карнитином.
Другие виды заменимых кислот:
Пролин – используется как топливо при длительных нагрузках, а также для формирования соединительных тканей.Серин – необходим для выработки клеточной энергии и для нервной системы.Цитруллин – участвует в детоксикации аммиака – побочного продукта белкового метаболизма.Таурин – необходим для адекватной работы нервной системы.Цистеин – участвует в детоксикации организма и в росте волос.Орнитин – не входит в состав белков, зато активизирует процессы обмена веществ и таким образом способствует сжиганию жира.
Этот список кислот является неполным, но даже он способен передать важность этих веществ для нашего организма.
5. Биохимия Межклеточного матрикса
5
БИОХИМИЯ
МЕЖКЛЕТОЧНОГО
МАТРИКСА
Гетерополисахариды и протеогликаны
Структурные и адгезивные белки
6. Межклеточный матрикс
6
Межклеточный матрикс
Гетерополисахариды и
протеогликаны
Белки
Гликозамингликаны
Структурные
гиалуроновая кислота
коллаген
хондроитинсульфат
эластин
дерматансульфат
Адгезивные
гепарансульфат
фибронектин
гепарин
ламинин
кератансульфат
нидоген
Протеогликаны
(гликозамингликаны + белки)
13. Синтез протеогликанов
13
Синтез протеогликанов
1. Синтез белковой части
2. Образование линкерного трисахарида
3. Рост цепи гликозамингликана
Реакции 2 и 3 этапов осуществляют гликозилтрансферазы,
использующие в качестве субстрата активные формы сахаров
(связанные с УДФ).
• Все сахара синтезируются из глюкозы
• Источник NH2 – глутамин, ацетильной группы – ацетил-КоА,
сульфатной группы — фосфоаденозил-фосфосульфат (ФАФС)
Активация сахара: присоединение УДФ к С1фосфорилированному моносахариду при участии трансфераз:
Галактоза-1-фосфат + УТФ → УДФ-галактоза + Н4Р2О7
Нарушений синтеза протеогликанов не описано
14.
14
Синтез хондроитинсульфата
23.
23
Дезаминирование лизина и
гидроксилизина с образованием
реакционноспособного альдегида –
аллизина и гидроксиаллизина для
формирования ковалентных сшивок
(альдольной связи) между молекулами
аллизина тропоколлагена в процессе
фибрилогенеза
Количество «сшивок» между молекулами
тропоколлагена зависит от функции ткани и
возраста
25.
25
Прочность коллагеновых волокон обусловлена
Строением тройной спирали из полипептидных цепей
Водородными связями между цепями в молекуле
тропоколлагена
Ковалентными (альдольными) связями между
молекулами тропоколлагена в микрофибрилле
Сдвигом молекул тропоколлагена на ¼ относительно
друг друга в микрофибрилле коллагена
Зрелое коллагеновое волокно толщиной
в 1 мм выдерживает нагрузку до 10 кг
Витамин D
Распространенность дефицита витамина D в российской популяции составляет более 90% (в мире 50–60%) [19]. Этот витамин стимулирует увеличение синтеза секретируемых белков TGF-β (регулируют деление
и дифференцировку различных типов клеток, включая фибробласты и кератиноциты) и их связывание с рецепторами на мембране клеток. Поэтому при его дефиците происходит нарушение активности сигнальных каскадов TGF-β, что ухудшает заживление кожи после любой травмы (включая косметологические манипуляции). Например, во время термолифтинга часть коллагеновых волокон дермы сжимается и уменьшается в объеме. Это приводит к повышению зернистости базального слоя и при достаточном количестве витамина D создает благоприятные условия для воздействия его активных форм на экспрессию TGF-β1, который и способствует обновлению соединительной ткани [11].
28. Метаболизм коллагена
28
Метаболизм коллагена
При старении
увеличивается количество поперечных сшивок между
молекулами тропоколлагена, затрудняющих действие
коллагеназы
уменьшается соотношение гликозамингликаны / коллаген
уменьшается количество связанной воды
увеличивается сухость кожи
изменяются свойства хряща и сухожилий
снижается прозрачность роговицы глаза
«Человек стар в той степени, в какой постарела его
соединительная ткань» (Слуцкий Л.И., 1969)
29. Метаболизм коллагена
29
Метаболизм коллагена
При патологии
• Нарушение катаболизма приводит к фиброзу органов
• Усиление распада происходит при аутоиммунных заболеваниях
• Нарушение синтеза. Основная причина – мутации в
генах коллагена (гены очень большие, что
увеличивает вероятность мутаций). Примеры таких
патологий (известно более 250 синдромов):
несовершенный остеогенез (повышенная ломкость костей,
аномалии зубов, гиперподвижность суставов)
хондродисплазии
синдром Стиклера и Вагнера – нарушение синтеза коллагена в
стекловидном теле с отслойкой сетчатки
семейная аневризма аорты
прогрессирующая миопия
30. Структурные белки соединительной ткани: Эластин
30
Структурные белки соединительной ткани:
Эластин
• Основной компонент волокон тканей, обладающих значительной
эластичностью (сосуды, связки, легкие)
• 70 кДа, структура кодируется 1 геном
• 800 АК: глицин, валин, аланин, пролин (70%), ГидПро мало,
отсутствуют ГидЛиз, цис, мет, три
• Нет строго определенной конформации
• Этапы синтеза эластина:
образование мономерной формы – тропоэластина
гидроксилирование пролина
образование аллизина (лизилоксидазная реакция)
взаимодействие аллизина разных цепей тропоэластина с
образованием десмозина (пиридинолина), который
связывает между собой 2, 3, 4 молекулы эластина
Наличие поперечных сшивок (структура десмозина) и гибкой
случайной конформации – основа «резиноподобных»
свойств эластина
31. Эластин
31
Эластин
• Время полураспада – 75 лет
• Протеолиз под действием эластазы (нейтрофилы)
• Нарушения образования эластина (в частности
десмозина) проявляются патологиями сердца, легких,
сосудов (дефект сердечных клапанов, аневризмы
аорты, варикоз, эмфизема легких)
33.
33
Структура фибронектина
41. Органические вещества кости: коллаген
41
Органические вещества кости: коллаген
Особенности строения коллагена I типа (остеоколлагена):
Больше гидроксипролина, но меньше гидроксилизина
Менее гликозилирован, при гликозилировании
присоединяется галактоза (а не галактоза-глюкоза)
Содержит меньше межцепочечных ковалентных связей
(альдольных сшивок)
Содержит фосфорилированные остатки серина (для
связывания кальция)
Имеет специфические структуры – пиридинолин
(десмозин) и дезоксипиридинолин (изодесмозин) (см.
структуру эластина). Определение уровня данных
структур в моче используется в диагностике остеопороза
46. Роль щелочной фосфатазы в костной ткани
46
Роль щелочной фосфатазы в костной ткани
• Проявляет активность на стадии минерализации (рН 9,6)
• Катализирует реакцию дефосфорилирования
фосфорорганических соединений матрикса кости
• Повышая концентрацию РО43- , способствует образованию
центров кристаллизации и формированию
гидроксиапатитов
• Может переносить фосфатные остатки на органические
соединения (трансферазная активность), что приводит к
изменению активности фосфопротеинов, участвующих в
регуляции минерализации
• Отделившись от мембраны под действием фосфолипазы
С, может высвобождаться в кровоток (активность ЩФ
высокая у детей в период роста)
52. Регуляция ремоделирования
52
Регуляция ремоделирования
• Паракринно-аутокринная (местная) регуляция:
цитокины, фаторы роста, простагландины костной
ткани
• Системная регуляция
Основные регуляторы:
Паратгормон
Кальцитриол
Кальцитонин
Половые гормоны
55. Регуляция ремоделирования
55
Регуляция ремоделирования
ПК А фосфорилирует белокпереносчик Са2+, что
приводит к поступлению Са2+
в цитозоль остеокласта из
зоны резорбции;
это вызывает деполяризацию
мембраны и инактивацию
остеокласта
Кальцитонин оказывает большее влияние на растущие кости, поэтому
образование костной ткани у детей и подростков происходит быстрее
61. Литература
61
Литература
1. Биохимия: учебник для студентов медицинских
ВУЗов / Е. С. Северин -М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. 768 с. (раздел 15)
2. Биологическая химия с упражнениями и
задачами: учебник / ред. С. Е. Северин. — М.:
ГЭОТАР-Медиа, 2013. — 624 с. (С. 301 – 324)
3. Биологическая химия: учебник для студентов
медицинских вузов / А.Я. Николаев. – М.: Мед.
информ. агенство, 2007. – 568 с.
