Białka

Białka

Białka składają się z dużej liczby aminokwasów, powiązanych

w łańcuchy przez wiązania peptydowe łączące grupę

aminową następnego aminokwasu.

Białka składają się z dużej liczby aminokwasów, powiązanych

w łańcuchy przez wiązania peptydowe łączące grupę

aminową następnego aminokwasu.

Niektóre białka zawierają w węglowodany (glikoproteiny) i lipidy

(liptoproteiny).

Krótsze łańcuchy aminokwasów nazywane są peptydami lub polipeptydami.

Łańcuchy zawierające :



2-10 reszt aminokwasowych nazywane są peptydami,



więcej niż 10, ale mniej niż 100 reszt aminokwasowych – polipeptydami,



100 lub więcej reszt aminokwasowych – białkami.

Niektóre białka zawierają w węglowodany (glikoproteiny) i lipidy

(liptoproteiny).

Krótsze łańcuchy aminokwasów nazywane są peptydami lub polipeptydami.

Łańcuchy zawierające :



2-10 reszt aminokwasowych nazywane są peptydami,



więcej niż 10, ale mniej niż 100 reszt aminokwasowych – polipeptydami,



100 lub więcej reszt aminokwasowych – białkami.

Białka

Białka

Kolejność aminokwasów w łańcuchach peptydowych nazywana

jest strukturą pierwszorzędową białka.

Łańcuchy są zwinięte i pofałdowane w sposób skomplikowany, a

termin drugorzędowa struktura białek odnosi do przestrzennego

rozmieszczenie wywołanego pofałdowaniem i skręceniem.

Wspólną strukturą drugorzędowa jest regularna spirala

zawierająca 3.7 reszt aminokwasowych na jeden obrót spirali

(alpha-helisa).

Inną wspólną strukturą drugorzędową jest pofałdowanie beta w

postaci harmonijki.

Przeciw równoległe beta-pofałdowanie powstaje wtedy, kiedy

długie polipeptydowe łańcuchy zwijają się tam i z powrotem

jeden z drugim, i powstają wiązania wodorowe między

wiązaniami peptydowymi sąsiednich łańcuchów.

Kolejność aminokwasów w łańcuchach peptydowych nazywana

jest strukturą pierwszorzędową białka.

Łańcuchy są zwinięte i pofałdowane w sposób skomplikowany, a

termin drugorzędowa struktura białek odnosi do przestrzennego

rozmieszczenie wywołanego pofałdowaniem i skręceniem.

Wspólną strukturą drugorzędowa jest regularna spirala

zawierająca 3.7 reszt aminokwasowych na jeden obrót spirali

(alpha-helisa).

Inną wspólną strukturą drugorzędową jest pofałdowanie beta w

postaci harmonijki.

Przeciw równoległe beta-pofałdowanie powstaje wtedy, kiedy

długie polipeptydowe łańcuchy zwijają się tam i z powrotem

jeden z drugim, i powstają wiązania wodorowe między

wiązaniami peptydowymi sąsiednich łańcuchów.

Białka

Białka

Pojawiają się również równoległe

beta-pofałdowania między

łańcuchami polipeptydowymi.
W tak zwanym modelu wstążki

struktury alpaha-helisy są

przedstawione jako spirale, a beta-

pofałdowania jako równoległe

strzałki.
Trzeciorzędowa struktura białek jest

układem skręconych łańcuchów w

swoiste warstwy, kryształy lub

włókna.
Niektóre cząsteczki białka składają

się z podjednostek (np. hemoglobina)

i określenie struktura

czwartorzędowa stosowane w

określeniu do rozmieszczenia

podjednostek.

Pojawiają się również równoległe

beta-pofałdowania między

łańcuchami polipeptydowymi.
W tak zwanym modelu wstążki

struktury alpaha-helisy są

przedstawione jako spirale, a beta-

pofałdowania jako równoległe

strzałki.
Trzeciorzędowa struktura białek jest

układem skręconych łańcuchów w

swoiste warstwy, kryształy lub

włókna.
Niektóre cząsteczki białka składają

się z podjednostek (np. hemoglobina)

i określenie struktura

czwartorzędowa stosowane w

określeniu do rozmieszczenia

podjednostek.

Zagłębione miejsce wiązania
antygenu jest utworzone w postaci
kieszeni na szczycie przez części
alpaha

1

i alpaha

2

cząsteczki.

Zagłębione miejsce wiązania
antygenu jest utworzone w postaci
kieszeni na szczycie przez części
alpaha

1

i alpaha

2

cząsteczki.

Struktura ludzkiego antygenu

zgodności tkankowej HLA-A2.

Aminokwasy występujące w białkach

Aminokwasy występujące w białkach

Aminokwasy obojętne

Aminokwasy bez

podstawników w łańcuchu

glicyna (Gly,G), Alanina

(Ala,A)
walina (VAL,V)
leucyna (Leu,L)iIzoleucyna

(Ile,I)

Aminokwasy z grupą

hydroksylową

seryna (Ser,S)
treonina (Thr,T)

Aminokwasy z grupą

sulfhydrylową

cysteina (Cys,C)
matonina (Met.M)

Aminokwasy aromatyczne

fenyloalanina (Phe, F)
tyrozyna (Tyr, Y)
tryptofan (Trp, W)

Aminokwasy kwaśne

(monoaminokwasy zawierające 2 lub

więcej grup karboksylowych).

kwas asparaginowy (Asp, D)
asparagina (Asn, N)
glutamina (Gln, Q)
kwas glutaminowy (Glu, E)
kwas γ-karboksyglutaminowy

2

(Gla)

Aminokwasy zasadowe

(kwasy diaminomonokarboksylowe)

arginina1 (Arg, R)

lizyna (Lys, K)

hydroksylizna

2

(Hyl)

histydyna

1

(His,H)

Iminokwasy

(zamiast grupy

aminowej zawierają grupę iminową)

prolina (Pro, P)
4 – hydroksyprolina

2

(Hyp)

3 – hydroksyprolina

2

Pula aminokwasów

Pula aminokwasów

Niektóre aminokwasy określane są jako aminokwasy
egzogenne w diecie muszą być dostarczone z
pożywieniem, podczas gdy aminokwasy endogenne mogą
być syntetyzowane in vivo w ilościach dostatecznych dla
uwzględnienia potrzeb metabolicznych.

Małe ilości białek wchłaniane w postaci nie zmienionej
przewodu pokarmowego u dzieci i jeszcze mniejsze ilości u
dorosłych, ale większość spożywanych białek jest
trawiona, a ich składniki – aminokwasy – wchłaniane.

Własne białka ustrojowe są nieustannie hydrolizowane do
aminokwasów i resyntetyzowane.

Średnia wymiana białek endogennych wynosi przeciętnie
80 -100 g/d, najwyższa jest w błonie śluzowej jelita, a
praktycznie zerowa w kolagenie.

Niektóre aminokwasy określane są jako aminokwasy
egzogenne w diecie muszą być dostarczone z
pożywieniem, podczas gdy aminokwasy endogenne mogą
być syntetyzowane in vivo w ilościach dostatecznych dla
uwzględnienia potrzeb metabolicznych.

Małe ilości białek wchłaniane w postaci nie zmienionej
przewodu pokarmowego u dzieci i jeszcze mniejsze ilości u
dorosłych, ale większość spożywanych białek jest
trawiona, a ich składniki – aminokwasy – wchłaniane.

Własne białka ustrojowe są nieustannie hydrolizowane do
aminokwasów i resyntetyzowane.

Średnia wymiana białek endogennych wynosi przeciętnie
80 -100 g/d, najwyższa jest w błonie śluzowej jelita, a
praktycznie zerowa w kolagenie.

Pula aminokwasów

Pula aminokwasów

METABOLIZM AMINOKWASÓW

Pula aminokwasów

Pula aminokwasów

Aminokwasy powstałe z rozłożenia endogennych białek są
identyczne z pochodzącymi z białek pokarmów. Obydwie
grupy tworzą pule aminokwasów, która zaspakaja potrzeby
ustroju.

W nerkach większość przefiltrowanych aminokwasów jest

resorbowana.

W czasie wzrostu równowaga pomiędzy aminokwasami a

białkami ustrojowymi przesuwa się w w kierunku białek tak, że

synteza przewyższa jego rozkład.

W czasie życia mała ilość białka tracona jest we włosach ,

małe ilość z moczem, a nieresorbowalne białka soków

trawiennych wydalane są z kałem.

Straty te są równoważone syntezą ze wspólnej puli

aminokwasów.

Aminokwasy powstałe z rozłożenia endogennych białek są
identyczne z pochodzącymi z białek pokarmów. Obydwie
grupy tworzą pule aminokwasów, która zaspakaja potrzeby
ustroju.

W nerkach większość przefiltrowanych aminokwasów jest

resorbowana.

W czasie wzrostu równowaga pomiędzy aminokwasami a

białkami ustrojowymi przesuwa się w w kierunku białek tak, że

synteza przewyższa jego rozkład.

W czasie życia mała ilość białka tracona jest we włosach ,

małe ilość z moczem, a nieresorbowalne białka soków

trawiennych wydalane są z kałem.

Straty te są równoważone syntezą ze wspólnej puli

aminokwasów.

Specyficzne, metaboliczne funkcje

aminokwasów

Specyficzne, metaboliczne funkcje

aminokwasów



Tyroksyna (T

4

),



katecholaminy,



histamina,



serotonina,



melatonina,



związki pośrednie w cyklu mocznikowym…

…powstają ze specyficznych aminokwasów.



Metionina,



cystyna,



cysteina….

… są źródłem siarki występującej w

białkach, koenzymie A, taurynie i innych

biologicznie ważnych składnikach.



Tyroksyna (T

4

),



katecholaminy,



histamina,



serotonina,



melatonina,



związki pośrednie w cyklu mocznikowym…

…powstają ze specyficznych aminokwasów.



Metionina,



cystyna,



cysteina….

… są źródłem siarki występującej w

białkach, koenzymie A, taurynie i innych

biologicznie ważnych składnikach.

Specyficzne, metaboliczne funkcje

aminokwasów

Specyficzne, metaboliczne funkcje

aminokwasów

Metionina jest przekształcana w S-
adenozylometoninę, która jest aktywnym czynnikiem
metylującym, koniecznym w syntezie składników,
takich jak:



adrenalina,



acetylocholina,



kreatyna.

Jest to największy „dawca” biologicznie

labilnych grup metylowych, ale grupy metylowe
mogą być także syntetyzowane z pochodnej
kwasu mrówkowego związanej z pochodnymi
kwasu foliowego, jeżeli dieta zawiera
odpowiednie ilości kwasu foliowego i
cyjankobalaminy.

Metionina jest przekształcana w S-
adenozylometoninę, która jest aktywnym czynnikiem
metylującym, koniecznym w syntezie składników,
takich jak:



adrenalina,



acetylocholina,



kreatyna.



Jest to największy „dawca” biologicznie
labilnych grup metylowych, ale grupy metylowe
mogą być także syntetyzowane z pochodnej
kwasu mrówkowego związanej z pochodnymi
kwasu foliowego, jeżeli dieta zawiera
odpowiednie ilości kwasu foliowego i
cyjankobalaminy.

Siarczany występujące w moczu

Siarczany występujące w moczu

Aminokwasy zawierające siarkę są źródłem
siarczanów w moczu.

Nieliczne nieutlenione składniki zawierające siarkę
są wydalane (obojętna siarka w moczu), ale
większość wydalanej siarki występującej w postaci
siarczanów ( ) którym towarzyszą
odpowiednie ilości kationów (Na

+

, K

+

, lub H

+

).

W moczu występują organiczne estry
siarczanowe (R – O – SO

3

H), powstające w

wątrobie z endogennych i egzogennych fenoli,
ponadto estrogenów i innych steroidów, indoli i
leków.

Aminokwasy zawierające siarkę są źródłem
siarczanów w moczu.

Nieliczne nieutlenione składniki zawierające siarkę
są wydalane (obojętna siarka w moczu), ale
większość wydalanej siarki występującej w postaci
siarczanów ( ) którym towarzyszą
odpowiednie ilości kationów (Na

+

, K

+

, lub H

+

).

W moczu występują organiczne estry
siarczanowe (R – O – SO

3

H), powstające w

wątrobie z endogennych i egzogennych fenoli,
ponadto estrogenów i innych steroidów, indoli i
leków.

SO

2

4



NH

4



Alanina + alpaha – ketoglutaren
Pirogronian + Glutaminian

Alanina + alpaha – ketoglutaren
Pirogronian + Glutaminian

Deaminacja, aminacja i transaminacja

Deaminacja, aminacja i transaminacja

Wzajemne przekształcanie aminokwasów i

produktów katabolizmu węglowodanów i tłuszczów

na poziomie wspólnej puli metabolicznej cyklu

kwasu cytrynowego polega na przeniesieniu,

usunięciu lub tworzeniu grup aminowych.

W wielu tkankach zachodzą reakcje transaminacji,

czyli przekształcenia jednego aminokwasu w

odpowiedni ketokwas z jednoczesnym

przekształceniem innego ketokwasu w aminokwas:

Wzajemne przekształcanie aminokwasów i

produktów katabolizmu węglowodanów i tłuszczów

na poziomie wspólnej puli metabolicznej cyklu

kwasu cytrynowego polega na przeniesieniu,

usunięciu lub tworzeniu grup aminowych.

W wielu tkankach zachodzą reakcje transaminacji,

czyli przekształcenia jednego aminokwasu w

odpowiedni ketokwas z jednoczesnym

przekształceniem innego ketokwasu w aminokwas:

Deaminacja, aminacja i transaminacja

Deaminacja, aminacja i transaminacja

Transaminazy uczestniczące w tym procesie występują także w

krążeniu we krwi obwodowej.

Jeśli występuje uszkodzenie wielu czynnych komórek, jako wynik

procesu patologicznego, zwiększają się stężenia transminazy w

surowicy.

Przykładem tego jest wzrost aktywności glutaminowo-szczawiowo-

octanowej transmitazy w surowicy krwi (SGOT) w następstwie

zawału mięśnia sercowego.

Oksydacja deaminacja aminokwasów zachodzi w wątrobie.

Iminokwas powstaje przez odwodornienie, a następnie jest

hydrolizowany do odpowiedniego ketokwasu z równoczesnym

wytworzeniem :

Transaminazy uczestniczące w tym procesie występują także w

krążeniu we krwi obwodowej.

Jeśli występuje uszkodzenie wielu czynnych komórek, jako wynik

procesu patologicznego, zwiększają się stężenia transminazy w

surowicy.

Przykładem tego jest wzrost aktywności glutaminowo-szczawiowo-

octanowej transmitazy w surowicy krwi (SGOT) w następstwie

zawału mięśnia sercowego.

Oksydacja deaminacja aminokwasów zachodzi w wątrobie.

Iminokwas powstaje przez odwodornienie, a następnie jest

hydrolizowany do odpowiedniego ketokwasu z równoczesnym

wytworzeniem :

Iminokwas + H

2

O Ketokwas +

Iminokwas + H

2

O Ketokwas +

NH

4



Aminokwas + NAD

+

Iminokwas +

NAD + H

+

Aminokwas + NAD

+

Iminokwas +

NAD + H

+

NH

4



Deaminacja, aminacja i transaminacja

Deaminacja, aminacja i transaminacja

Jon jest w równowadze z NH

3

.

Aminokwasy koga również przyłączać i wówczas powstają

odpowiednie amidy (aminacja).

Przykładem jest wiązanie w mózgu przez glutamin (w

wyniku czego powstaje glutamina).

Jon jest w równowadze z NH

3

.

Aminokwasy koga również przyłączać i wówczas powstają

odpowiednie amidy (aminacja).

Przykładem jest wiązanie w mózgu przez glutamin (w

wyniku czego powstaje glutamina).

Reakcja odwrotna zachodzi w nerce z przekształceniem

na NH

3

w moczu reaguje z NH

3

do moczu.

NH

3

w moczu reaguje H

+

, tworzyć i w ten sposób

możliwe jest wydzielanie większych ilości H

+

do moczu.

Reakcja odwrotna zachodzi w nerce z przekształceniem

na NH

3

w moczu reaguje z NH

3

do moczu.

NH

3

w moczu reaguje H

+

, tworzyć i w ten sposób

możliwe jest wydzielanie większych ilości H

+

do moczu.

NH

4



NH

4



NH

4



NH

4



NH

4



Wzajemne przemiany między pulą

aminokwasów i wspólną pulą metabolitów.

Wzajemne przemiany między pulą

aminokwasów i wspólną pulą metabolitów.

Leucyna, izoleucyna,
fenyloalanina i tyrozyna
nazywane są
aminokwasami
ketogennymi,
ponieważ mogą być
przekształcane
w acetooctan – ciało
ketonowe.

Alanina i wiele innych
aminokwasów uznawane
są za glukogenne albo
glukoneogenne, tzn., że
powodują one powstanie
związków, które mogą
być z łatwością
przekształcane w glukozę

Połączenie cyklu kwasu cytrynowego z procesami transaminacji i
glukoneogenezy

Tworzenie mocznika

Tworzenie mocznika

Większość utworzonego przez deaminację
aminokwasów w wątrobie jest przekształcana w
mocznik, a ten jest wydalany z moczem.

Z wyjątkiem mózgu, wątroba jest
prawdopodobnie jedynym miejscem tworzenia
mocznika.

W ciężkich chorobach wątroby zmniejsza się
stężenie azotu mocznika we krwi, a zwiększa się
stężenie NH

3

we krwi.

Większość utworzonego przez deaminację
aminokwasów w wątrobie jest przekształcana w
mocznik, a ten jest wydalany z moczem.

Z wyjątkiem mózgu, wątroba jest
prawdopodobnie jedynym miejscem tworzenia
mocznika.

W ciężkich chorobach wątroby zmniejsza się
stężenie azotu mocznika we krwi, a zwiększa się
stężenie NH

3

we krwi.

NH

4



Cykl mocznikowy.

M - mitochondrion

Cykl mocznikowy.

M - mitochondrion

Synteza
mocznika
drogą cyklu
moczni-
kowego polega
na
przemianie
aminokwasu
ornityny do
cytruliny, a
następnie do
argininy,
po czym
odszczepia się
mocznik i
cząsteczka
ornityny jest na
powrót
odtworzona.

Synteza
mocznika
drogą cyklu
moczni-
kowego polega
na
przemianie
aminokwasu
ornityny do
cytruliny, a
następnie do
argininy,
po czym
odszczepia się
mocznik i
cząsteczka
ornityny jest na
powrót
odtworzona.

Kreatyna i kreatynina

Kreatyna i kreatynina

Kreatyna syntetyzowana jest w wątrobie z metioniny, glicyny i

argininy.

W mięśniu szkieletowym jest fosforylowana tworząc fosfokreatynę,

która jest ważnym magazynem energii dla syntezy ATP.

Kreatyna syntetyzowana jest w wątrobie z metioniny, glicyny i

argininy.

W mięśniu szkieletowym jest fosforylowana tworząc fosfokreatynę,

która jest ważnym magazynem energii dla syntezy ATP.

ATP wytworzony w procesach glikozy i
fosorylacji
oksydacyjnej reaguje z kreatyną,
tworząc odpowiednio
ADP i duże ilości fosfokreatyny.
W czasie wysiłku fizycznego zachodzi
reakcja odwrotna –

-następuje wytworzenie ATP, który jest
bezpośrednim
źródłem energii dla skurczu mięśni.

ATP wytworzony w procesach glikozy i
fosorylacji
oksydacyjnej reaguje z kreatyną,
tworząc odpowiednio
ADP i duże ilości fosfokreatyny.
W czasie wysiłku fizycznego zachodzi
reakcja odwrotna –

-następuje wytworzenie ATP, który jest
bezpośrednim
źródłem energii dla skurczu mięśni.

Kreatynuria

Kreatynuria

Kreatynuria pojawia się normalnie u dzieci, u
kobiet w czasie i po okresie ciąży, a okazjonalnie
u kobiet nieciężarnych.

U zdrowych mężczyzn kreatyna w moczu
występuje bardzo rzadko.

Znaczne ilości kreatyny wydalane są w stanach
towarzyszących rozległym uszkodzeniem mięśni.

Kreatynuria pojawia się w okresie głodu,
tyreotoksykozie, źle leczonej cukrzycy i różnych
pierwotnych i wtórnych chorobach mięśni
szkieletowych (miopatiach)

Kreatynuria pojawia się normalnie u dzieci, u
kobiet w czasie i po okresie ciąży, a okazjonalnie
u kobiet nieciężarnych.

U zdrowych mężczyzn kreatyna w moczu
występuje bardzo rzadko.

Znaczne ilości kreatyny wydalane są w stanach
towarzyszących rozległym uszkodzeniem mięśni.

Kreatynuria pojawia się w okresie głodu,
tyreotoksykozie, źle leczonej cukrzycy i różnych
pierwotnych i wtórnych chorobach mięśni
szkieletowych (miopatiach)

Puryny i piramidyny

Puryny i piramidyny

Główne, fizjologicznie ważne puryny i
piramidyny.
Oksopuryny i oksopiramidyny mogą
tworzyć enolowe
pochodne (hydroksypuryny i
hydroksypirymidyny)
przez przesunięcie wodoru do tlenu.

Główne, fizjologicznie ważne puryny i
piramidyny.
Oksopuryny i oksopiramidyny mogą
tworzyć enolowe
pochodne (hydroksypuryny i
hydroksypirymidyny)
przez przesunięcie wodoru do tlenu.

Puryny i pirymidyny

Puryny i pirymidyny

Neukleozydy – puryny lub pirymidyny powiązane z rybozą – są
składnikami nie tylko różnych koenzymów i związków pochodnych
(takich jak NAD

+

NADP

+

, ATP, UDPG itd.), ale również RNA i DNA.

Neukleozydy – puryny lub pirymidyny powiązane z rybozą – są
składnikami nie tylko różnych koenzymów i związków pochodnych
(takich jak NAD

+

NADP

+

, ATP, UDPG itd.), ale również RNA i DNA.

Składniki zawierające puryny lub piramidyny

Puryna lub Piramidyna + ryboza lub 2–deoksyryboza = nukleozyd

Puryna lub Piramidyna + ryboza lub 2–deoksyryboza = nukleozyd

Nukleozyd + reszta kwasu fosforowego = nukleotyd
(mononukleotyd)

Nukleozyd + reszta kwasu fosforowego = nukleotyd
(mononukleotyd)

Wiele nukleotydów tworzących podwójną helikalną strukturę
dwóch łańcuchów polinukleotydowych = kwas ukleinowy

Wiele nukleotydów tworzących podwójną helikalną strukturę
dwóch łańcuchów polinukleotydowych = kwas ukleinowy

Kwas nukleinowy = 1 proste białko zasadowe = nukleoproteina

Kwas nukleinowy = 1 proste białko zasadowe = nukleoproteina

Kwasy rybonukleinowe (RNA) zawierające rybozę

Kwasy rybonukleinowe (RNA) zawierające rybozę

Kwasy deoksyrybonukleinowe (DNA) zawierające 2-deoksyrybozę

Kwasy deoksyrybonukleinowe (DNA) zawierające 2-deoksyrybozę

Puryny i pirymidyny

Puryny i pirymidyny

Spożywane kwasy nukleinowe są trawione, a ich składowe –

puryny i piramidyny – są wchłaniane.

Przewyższająca część puryn i piramidyn jest syntetyzowana z

aminokwasów, głównie w wątrobie.

Następnie dochodzi do syntezy nukleotydów, RNA i DNA.



RNA jest w dynamicznej równowadze z pulą aminokwasów,



DNA raz wytworzony jest metabolicznie stabilny przez całe życie.

Puryny i piramidyny uwalniane są przez rozszczepienie

nukleotydów mogą być ponownie wykorzystanie do syntezy

kwasów nukleinowych lub katabolizowane.



Mniejsze ilości wydzielane są w postaci nie zmienionej z moczem.



Piramidyny są katabolizowane do CP

2

i NH

3

,



Puryny są przekształcane w kwas moczowy.

Spożywane kwasy nukleinowe są trawione, a ich składowe –

puryny i piramidyny – są wchłaniane.

Przewyższająca część puryn i piramidyn jest syntetyzowana z

aminokwasów, głównie w wątrobie.

Następnie dochodzi do syntezy nukleotydów, RNA i DNA.



RNA jest w dynamicznej równowadze z pulą aminokwasów,



DNA raz wytworzony jest metabolicznie stabilny przez całe życie.

Puryny i piramidyny uwalniane są przez rozszczepienie

nukleotydów mogą być ponownie wykorzystanie do syntezy

kwasów nukleinowych lub katabolizowane.



Mniejsze ilości wydzielane są w postaci nie zmienionej z moczem.



Piramidyny są katabolizowane do CP

2

i NH

3

,



Puryny są przekształcane w kwas moczowy.

Rozkład białka

Rozkład białka

Degradacja białek ustrojowych jest złożonym, precyzyjnie

regulowanym procesem.

Połączenie białek z „wszędzie obecnym” 74 – aminokwasowym

polipeptydem ubikityną umożliwia ich degradację.

Ten polipeptyd jest filogenetycznie niezmienny i jest obecny u

różnych gatunków – począwszy od bakterii aż do organizmu

człowieka.

Wolna grupa NH

2

jest niezbędna do utworzenia wiązania z

ubikwityną, ale konformacje, które są odpowiedzialne za to wiązanie.

Szybkość, z jaką poszczególne białka są metabolizowane, może być

różna - szybkość degradacji białka zmniejsza się w czasie atrofii w

pozbawionym nerwów lun nie kurczącym się mięśniu szkieletowym.



Ponadto szybkość degradacji białka może być czynnikiem do oceny

rozmiaru narządu.

 np. tempo degradacji białka wątroby w następstwie częściowej

hepatekotomii jest znamiennie zredukowane w czasie

kompensacyjnej hipertrofii.

Degradacja białek ustrojowych jest złożonym, precyzyjnie

regulowanym procesem.

Połączenie białek z „wszędzie obecnym” 74 – aminokwasowym

polipeptydem ubikityną umożliwia ich degradację.

Ten polipeptyd jest filogenetycznie niezmienny i jest obecny u

różnych gatunków – począwszy od bakterii aż do organizmu

człowieka.

Wolna grupa NH

2

jest niezbędna do utworzenia wiązania z

ubikwityną, ale konformacje, które są odpowiedzialne za to wiązanie.

Szybkość, z jaką poszczególne białka są metabolizowane, może być

różna - szybkość degradacji białka zmniejsza się w czasie atrofii w

pozbawionym nerwów lun nie kurczącym się mięśniu szkieletowym.



Ponadto szybkość degradacji białka może być czynnikiem do oceny

rozmiaru narządu.



np. tempo degradacji białka wątroby w następstwie częściowej

hepatekotomii jest znamiennie zredukowane w czasie

kompensacyjnej hipertrofii.

Metabolizm kwasu moczowego

Metabolizm kwasu moczowego

Kwas
moczowy
powstaje
przez
degradację
puryn i przez
bezpośrednią
syntezę z 5-
fosfory-
bozylopirofosf
oranu
(5-PRPP) i
glutaminy.

Kwas
moczowy
powstaje
przez
degradację
puryn i przez
bezpośrednią
syntezę z 5-
fosfory-
bozylopirofosf
oranu
(5-PRPP) i
glutaminy.

U ludzi kwas moczowy
jest wydalony z moczem.
Prawidłowe stężenie kwasu
moczowego we krwi u ludzi
wynosi ok. 0,24 mmol/L

(

4

4

mg/dL

mg/dL).

W nerce kwas moczowy
jest filtrowany,
resorbowany i wydzielany.

Prawidłowo 98%
filtrowanego kwasu
moczowego jest
resorbowane, a pozostałe
2% stanowi w przybliżeniu
20% ilości wydalanej.

Pozostałe 80%
wydalanego kwasu
moczowego pochodzi z
wydzielania kanalikowego.

Wydzielanie kwasu
moczowego w czasie diety
bezpurynowej wynosi ok.
2,98 μmol/24 h (

0,5g/24h

0,5g/24h),

a w czasie normalnego
żywienia wynosi
ok. 5,95 μmol/24h (1g/24 h)

Pierwotna i wtórna dna

Pierwotna i wtórna dna

Dna jest chorobą charakteryzującą się okresowymi,

powtarzającymi się napadami ostrego zapalenia

stawów.

Ponadto obserwuje się złogi moczanowe w stawach,

nerkach i innych tkankach oraz zwiększone stężenie

kwasu moczowego we krwi i w moczu - najczęściej

atakowany jest staw śródstopno-paliczkowy palucha.

Występują dwie postaci pierwotnej skazy

moczanowej:



jedna, z której powodu nieprawidłowości funkcji różnych

enzymów wytwarzanie kwasu moczowego wzrasta,



druga, w której występuje selektywny deficyt w transporcie

kwasu moczowego w kanalikach nerkowych.

Dna jest chorobą charakteryzującą się okresowymi,

powtarzającymi się napadami ostrego zapalenia

stawów.

Ponadto obserwuje się złogi moczanowe w stawach,

nerkach i innych tkankach oraz zwiększone stężenie

kwasu moczowego we krwi i w moczu - najczęściej

atakowany jest staw śródstopno-paliczkowy palucha.

Występują dwie postaci pierwotnej skazy

moczanowej:



jedna, z której powodu nieprawidłowości funkcji różnych

enzymów wytwarzanie kwasu moczowego wzrasta,



druga, w której występuje selektywny deficyt w transporcie

kwasu moczowego w kanalikach nerkowych.

Pierwotna i wtórna dna

Pierwotna i wtórna dna

We wtórnej skazie moczanowej stężenie kwasu
moczowego w płynach ustrojowych zwiększa się w
wyniku obniżonego wydzielania lub wzrostu
wytwarzania, wtórnego stosunku do pewnych innych
procesów chorobowych.

Wydalanie jest zmniejszone, np. u chorych leczonych
diuretykami z grupy tiazydów oraz z chorobą nerek.

Wytwarzanie zwiększa się również w białaczce i
zapaleniu płuc z powodu wzrastającego rozpadu krwinek
białych bogatych w kwas moczowy.

We wtórnej skazie moczanowej stężenie kwasu
moczowego w płynach ustrojowych zwiększa się w
wyniku obniżonego wydzielania lub wzrostu
wytwarzania, wtórnego stosunku do pewnych innych
procesów chorobowych.

Wydalanie jest zmniejszone, np. u chorych leczonych
diuretykami z grupy tiazydów oraz z chorobą nerek.

Wytwarzanie zwiększa się również w białaczce i
zapaleniu płuc z powodu wzrastającego rozpadu krwinek
białych bogatych w kwas moczowy.

Leczenie dny

Leczenie dny

Leczenie dny polega na złagodzeniu napadu ostrego
zapalenia stawów i zmniejszeniu stężenia kwasu
moczowego we krwi, w tym celu są stosowane leki, takie jak
kolchicyna czy niesteroidowe leki przeciwzapalne.

Kolchicyna nie wpływa na metabolizm kwasu moczowego,
ale wyraźnie łagodzi ataki dny poprzez zahamowanie
fagocytozy kryształów kwasu moczowego przez leukocyty.

Proces ten w pewnym stopniu powoduje objawy stawowe.

Fenylbutazon i probenecyd hamują resorbcję kwasu
moczowego w kanalikach nerkowych.

Allopurynol, który hamuje aktywność enzymu oksydazy
ksantynowej, jest jednym z leków stosowanych do
zmniejszenia wytwarzania kwasu moczowego w ustroju.

Leczenie dny polega na złagodzeniu napadu ostrego
zapalenia stawów i zmniejszeniu stężenia kwasu
moczowego we krwi, w tym celu są stosowane leki, takie jak
kolchicyna czy niesteroidowe leki przeciwzapalne.

Kolchicyna nie wpływa na metabolizm kwasu moczowego,
ale wyraźnie łagodzi ataki dny poprzez zahamowanie
fagocytozy kryształów kwasu moczowego przez leukocyty.

Proces ten w pewnym stopniu powoduje objawy stawowe.

Fenylbutazon i probenecyd hamują resorbcję kwasu
moczowego w kanalikach nerkowych.

Allopurynol, który hamuje aktywność enzymu oksydazy
ksantynowej, jest jednym z leków stosowanych do
zmniejszenia wytwarzania kwasu moczowego w ustroju.

Bilans azotowy

Bilans azotowy

Umiarkowane dzienne pobieranie białka jest konieczne dla wymiany
białka i pokrycia strat aminokwasów.

Te wymagania nie dotyczą samych białek, ale ich składowych, a więc
aminokwasów, i można je zaspokoić żywiąc się „czystymi”
aminokwasami.

Utrata białka i jego pochodnych z kałem jest w warunkach prawidłowych
bardzo mała.

W konsekwencji ilość azotu w moczu jest rzeczywistym wskaźnikiem
ilości nieodwracalnego rozłożenia białka i aminokwasów.

Gdy ilość azotu w moczu równa się zawartości azotu białkowego w
diecie, określa się to jako równowagę azotową.

Jeżeli pobieranie białka zwiększa się w warunkach prawidłowych u
człowieka, nadmiar aminokwasów jest deaminowany i zwiększa się
wydzielanie mocznika, utrzymując w ten sposób równowagę azotową.

Umiarkowane dzienne pobieranie białka jest konieczne dla wymiany
białka i pokrycia strat aminokwasów.

Te wymagania nie dotyczą samych białek, ale ich składowych, a więc
aminokwasów, i można je zaspokoić żywiąc się „czystymi”
aminokwasami.

Utrata białka i jego pochodnych z kałem jest w warunkach prawidłowych
bardzo mała.

W konsekwencji ilość azotu w moczu jest rzeczywistym wskaźnikiem
ilości nieodwracalnego rozłożenia białka i aminokwasów.

Gdy ilość azotu w moczu równa się zawartości azotu białkowego w
diecie, określa się to jako równowagę azotową.

Jeżeli pobieranie białka zwiększa się w warunkach prawidłowych u
człowieka, nadmiar aminokwasów jest deaminowany i zwiększa się
wydzielanie mocznika, utrzymując w ten sposób równowagę azotową.

Bilans azotowy

Bilans azotowy

Bilans azotowy jest ujemny w warunkach, w których zwiększa się

wydzielanie katabolicznych hormonów kory nadnerczy lub kiedy

zmniejsza się stężenie insuliny oraz w czasie głodu i przymusowego

unieruchomienia; wtedy straty azotu przewyższają jego pobieranie.



W czasie wzrostu organizmu, zdrowienia (rekonwalescencji) po

ciężkiej chorobie lub następstwie stosowania steroidów

anabolicznych, takich jak testosteron, pobieranie azotu przewyższa

wydalanie i bilans azotowy jest dodatni.

Jeśli którykolwiek z niezbędnych aminokwasów koniecznych do syntezy
poszczególnych białek jest niedostępny, synteza białka nie występuje.

Inne aminokwasy, które weszłyby w skład białka, są deaminowane,

podobnie jak inne aminokwasy występujące w nadmiarze i wówczas

azot jest wydalany jako mocznik.



Tak się dzieje wtedy gdy pojedynczy egzogenny aminokwas
niezbędny w diecie jest w niej nieobecny.

 Bilans azotowy jest wówczas również ujemny.

Bilans azotowy jest ujemny w warunkach, w których zwiększa się

wydzielanie katabolicznych hormonów kory nadnerczy lub kiedy

zmniejsza się stężenie insuliny oraz w czasie głodu i przymusowego

unieruchomienia; wtedy straty azotu przewyższają jego pobieranie.



W czasie wzrostu organizmu, zdrowienia (rekonwalescencji) po

ciężkiej chorobie lub następstwie stosowania steroidów

anabolicznych, takich jak testosteron, pobieranie azotu przewyższa

wydalanie i bilans azotowy jest dodatni.

Jeśli którykolwiek z niezbędnych aminokwasów koniecznych do syntezy
poszczególnych białek jest niedostępny, synteza białka nie występuje.

Inne aminokwasy, które weszłyby w skład białka, są deaminowane,

podobnie jak inne aminokwasy występujące w nadmiarze i wówczas

azot jest wydalany jako mocznik.



Tak się dzieje wtedy gdy pojedynczy egzogenny aminokwas
niezbędny w diecie jest w niej nieobecny.



Bilans azotowy jest wówczas również ujemny.

Odpowiedź na głodzenie

Odpowiedź na głodzenie

Jeżeli spożywa się pokarmy o niskiej zawartości białka, ale o
odpowiedniej wartości energetycznej, obniża się wydalanie
mocznika i nieorganicznych eterowych siarczanów.

Wydalanie kwasu moczowego zmniejsza się do 50% a
wydalanie kreatyniny nie zmienia się.

Kreatynina i około połowa kwasu moczowego musi zatem
pochodzić z procesów związanych ze zniszczeniem
spowodowanym „zwykłym użytkowaniem”, które są nie
zmienione przez ilość pobieranego białka.

Całkowite wydzielanie azotu nie spada poniżej 3,6 g/dzień,
jeśli dieta jest odpowiednia pod względem energetycznym, ale
pozbawiona białka („głód białkowy”).

Jest to spowodowane ujemnym bilansem azotowym,
powstałym z niedoboru egzogennych aminokwasów.

Jeżeli spożywa się pokarmy o niskiej zawartości białka, ale o
odpowiedniej wartości energetycznej, obniża się wydalanie
mocznika i nieorganicznych eterowych siarczanów.

Wydalanie kwasu moczowego zmniejsza się do 50% a
wydalanie kreatyniny nie zmienia się.

Kreatynina i około połowa kwasu moczowego musi zatem
pochodzić z procesów związanych ze zniszczeniem
spowodowanym „zwykłym użytkowaniem”, które są nie
zmienione przez ilość pobieranego białka.

Całkowite wydzielanie azotu nie spada poniżej 3,6 g/dzień,
jeśli dieta jest odpowiednia pod względem energetycznym, ale
pozbawiona białka („głód białkowy”).

Jest to spowodowane ujemnym bilansem azotowym,
powstałym z niedoboru egzogennych aminokwasów.

Odpowiedź na głodzenie

Odpowiedź na głodzenie

Jeśli dieta jest nieodpowiednia, także pod względem
energetycznym, wydzielanie azotu mocznika osiąga
średnio około 10 g/dzień, ponieważ dla uzyskania energii
katabolizowane są białka ustrojowe.

Małe ilości glukozy przeciwdziałają temu katabolizmowi w
znacznym stopniu (określane jest to jako efekt
oszczędzania białka przez glukozę).

Ten efekt oszczędzania białka prawdopodobnie jest zależny
w największym stopniu od wzrastającego wydzielania
insuliny spowodowanego przez glukozę.

Insulina z kolei hamuje rozpad białka w mięśniach.

Dożylna iniekcja względnie małych ilości aminokwasów
także wywiera znaczny efekt oszczędzania białka.

Jeśli dieta jest nieodpowiednia, także pod względem
energetycznym, wydzielanie azotu mocznika osiąga
średnio około 10 g/dzień, ponieważ dla uzyskania energii
katabolizowane są białka ustrojowe.

Małe ilości glukozy przeciwdziałają temu katabolizmowi w
znacznym stopniu (określane jest to jako efekt
oszczędzania białka przez glukozę).

Ten efekt oszczędzania białka prawdopodobnie jest zależny
w największym stopniu od wzrastającego wydzielania
insuliny spowodowanego przez glukozę.

Insulina z kolei hamuje rozpad białka w mięśniach.

Dożylna iniekcja względnie małych ilości aminokwasów
także wywiera znaczny efekt oszczędzania białka.

Odpowiedź na głodzenie

Odpowiedź na głodzenie

Tłuszcze także oszczędzają azot.

W czasie przedłużonego głodzenia ketokwasy pochodzące
z tłuszczów są pobierane i używane przez mózgowe i inne
tkanki.

Te substancje wraz z trzema rozgałęzionymi
aminokwasami, czyli leucyną, izoleucyną i walininą,
uczestniczą jako kofaktory w metabolizmie w mięśniach.

Aminokwasy te są najwyraźniej oszczędzane wówczas,
kiedy zużywane są pochodzące z tłuszczów ketokwasy.

Infuzja nie zawierających azotu analogów tych
aminokwasów prowadzi do oszczędzania białka i
zmniejszenia stężenia mocznika oraz tworzenia amoniaku
u chorych z niedomogą nerek i wątroby.

Tłuszcze także oszczędzają azot.

W czasie przedłużonego głodzenia ketokwasy pochodzące
z tłuszczów są pobierane i używane przez mózgowe i inne
tkanki.

Te substancje wraz z trzema rozgałęzionymi
aminokwasami, czyli leucyną, izoleucyną i walininą,
uczestniczą jako kofaktory w metabolizmie w mięśniach.

Aminokwasy te są najwyraźniej oszczędzane wówczas,
kiedy zużywane są pochodzące z tłuszczów ketokwasy.

Infuzja nie zawierających azotu analogów tych
aminokwasów prowadzi do oszczędzania białka i
zmniejszenia stężenia mocznika oraz tworzenia amoniaku
u chorych z niedomogą nerek i wątroby.

Odpowiedź na głodzenie

Odpowiedź na głodzenie

Najwięcej białka spalonego w czasie ogólnego wygłodzenia
pochodzi z wątroby, śledziony i mięśni, a względnie
niewiele z serca i mózgowia.

Po wyczerpaniu zawartości glikogenu w wątrobie stężenie
glukozy we krwi nieco się zmniejsza, ale dzięki
glukoneogenezie jest utrzymywane powyżej stężenia,
które powodowałyby objawy hipoglikemii.



Dochodzi wówczas do kwasicy ketonowej – ketonemii i
tłuszcze objęte są gwałtownie katabolizowane.

Gdy następuje zużycie zmagazynowanego w organizmie
tłuszczu, zwiększa się katabolizm białka i wkrótce
następuje śmierć.

Najwięcej białka spalonego w czasie ogólnego wygłodzenia
pochodzi z wątroby, śledziony i mięśni, a względnie
niewiele z serca i mózgowia.

Po wyczerpaniu zawartości glikogenu w wątrobie stężenie
glukozy we krwi nieco się zmniejsza, ale dzięki
glukoneogenezie jest utrzymywane powyżej stężenia,
które powodowałyby objawy hipoglikemii.



Dochodzi wówczas do kwasicy ketonowej – ketonemii i
tłuszcze objęte są gwałtownie katabolizowane.

Gdy następuje zużycie zmagazynowanego w organizmie
tłuszczu, zwiększa się katabolizm białka i wkrótce
następuje śmierć.

Odpowiedź na głodzenie

Odpowiedź na głodzenie

Mężczyzna o masie ciała 70 kg ma przeciętnie;



0,1 glikogenu w wątrobie,



0,4 kg glikogenu w mięśniach,



12 kg tłuszczu.

Glikogen jest wystarczającym źródłem energii na około 1 dzień

głodzenia.

U otyłych hospitalizowanych chorych, którym nie podaje się nic

innego z wyjątkiem wody i witamin, utrata masy ciała wynosi

około 1 kg/d przez pierwsze 10 dni.

Chorzy ci czują się dobrze, chociaż ortostatycznie obniżenie

ciśnienia tętniczego krwi i ataki ostrego zapalenia stawów były

uciążliwymi powikłaniami w niektórych przypadkach.

U więźniów irlandzkich, którzy kilka lat temu zagłodzili się na

śmierć, średni czas od początku głodzenia do śmierci wynosił

około 60 dni.

Mężczyzna o masie ciała 70 kg ma przeciętnie;



0,1 glikogenu w wątrobie,



0,4 kg glikogenu w mięśniach,



12 kg tłuszczu.

Glikogen jest wystarczającym źródłem energii na około 1 dzień

głodzenia.

U otyłych hospitalizowanych chorych, którym nie podaje się nic

innego z wyjątkiem wody i witamin, utrata masy ciała wynosi

około 1 kg/d przez pierwsze 10 dni.

Chorzy ci czują się dobrze, chociaż ortostatycznie obniżenie

ciśnienia tętniczego krwi i ataki ostrego zapalenia stawów były

uciążliwymi powikłaniami w niektórych przypadkach.

U więźniów irlandzkich, którzy kilka lat temu zagłodzili się na

śmierć, średni czas od początku głodzenia do śmierci wynosił

około 60 dni.

Diety odchudzające

Diety odchudzające

Istnieje duże zainteresowanie dietami odchudzającymi, w
których jedynym źródłem energii jest rozpuszczone białko
lub mieszanina aminokwasów

Uważa się , że takie diety mogą wywołać ketonemię,
która zmniejsza apetyt, zachowując jednocześnie białka
ustrojowe.

Jednakże nie jest pewne, czy takie diety są lepsze w
porównaniu z innymi w dążeniu do zmniejszenia masy
ciała, ponieważ stwierdza się stosunkowo dużą liczbę nie
wyjaśnionych i nie oczekiwanych zgonów chorych
będących na tej diecie.

Istnieje duże zainteresowanie dietami odchudzającymi, w
których jedynym źródłem energii jest rozpuszczone białko
lub mieszanina aminokwasów

Uważa się , że takie diety mogą wywołać ketonemię,
która zmniejsza apetyt, zachowując jednocześnie białka
ustrojowe.

Jednakże nie jest pewne, czy takie diety są lepsze w
porównaniu z innymi w dążeniu do zmniejszenia masy
ciała, ponieważ stwierdza się stosunkowo dużą liczbę nie
wyjaśnionych i nie oczekiwanych zgonów chorych
będących na tej diecie.