TRANSPORT DO

KOMÓREK, WYMIANA

BIAŁEK I AMINOKWASÓW

MIĘDZY TKANKAMI.

•

złożony i zróżnicowany ze względu na dużą różnorodność
struktur i właściwości poszczególnych aminokwasów

•

Ogólny mechanizm-związany z udziałem mniej lub bardziej
swoistych układów przenośnikowych

TRANSPORT AMINOKWASÓW PRZEZ BŁONY

KOMÓRKOWE

•

Najpowszechniejsze występowanie, największe
znaczenie we wszystkich tkankach

•

Transportuje większość obojętnych aminokwasów, z
wyjątkiem hydrofobowych

•

Ma cechy układu aktywnego tzn. jest sprzężony z
transportem jonów sodowych i jest uwarunkowany
energetycznie

•

Działa w błonach komórek większości tkanek (nie jest
ograniczony do nabłonków nerki i jelita)

UKŁAD A

•

Ma cechy transportu aktywnego

•

Występuje głównie w nerce i jelicie

(w pozostałych tkankach transport tych aminokwasów jest

znikomy)

•

Aminokwasy te praktycznie nie występują w osoczu, i nie
podlegają wymianie między tkankami

UKŁAD TRANSPORTUJĄCY AMINOKWASY

ANIONOWE GLU, ASP

•

Drugi układ aktywnego transportu aminokwasów obojętnych

•

bardziej wybiórczy, transportuje głównie Ala, Ser, Cys.

Istnieją jeszcze bardziej swoiste układy, aktywnie

transportujące tylko pewne aminokwasy obojetne np.

•

Układ Gly-transportujący Gly,

•

układ N transportujący His, Glu, Asp

UKŁAD ASC



Transportuje aminokwasy hydrofobowe Leu, Ile, Val, Phe



Nie wykazuje związku z transportem jonów sodowych, działa
na zasadzie dyfuzji ułatwionej



Podobne cechy wykazuje układ transportujący aminokwasy
zasadowe-Lys,Arg

UKŁAD L

•

Zależność

od

wewnątrzkomórkowego

stężenia

aminokwasów

(duże

wewcząsteczkowe stężenie hamuje, a małe

pobudza transport do wnętrza komórki)

•

Regulacja hormonalna

REGULACJA TRANSPORTU

Hormony anaboliczne:

•

hormon wzrostu (pobudza wychwyt

aminokwasów do wszystkich tkanek i narządów)

•

insulina (pobudza wychwyt aminokwasów przez

mięśnie szkieletowe, ogranicza podaż

aminokwasów do wątroby).

Hormony adrenergiczne:

•

pobudza wychwyt aminokwasów przez

wątrobę( reakcje anaboliczne), bez wpływu lub

hamują transport do kom, w których wywołują

reakcje kataboliczne-mięśnie, tkanka tłuszczowa)

REGULACJA TRANSPORTU

•

O bezwzględnej wielkości wychwytu lub wyrzuty
aminokwasów decyduje intensywność przemian
białek i aminokwasów w danej tkance i szybkość
przepływu krwi.

•

Największy udział w ogólnoustrojowym bilansie
azotowym mają mięśnie i wątroba.

•

Zmiany stanu fizjologicznego organizmu odbijają się
w największym stopniu na wielkość wychwytu lub
wyrzutu aminokwasów przez te narządy. W cyklu
dobowym zmiany te się równoważą.

MIĘDZYNARZĄDOWA WYMIANA

AMINOKWASÓW

•

Największe znaczenie w krążeniu azotu między
mięśniami i wątrobą mają Ala, Glu i aminokwasy
o rozgałęzionych łańcuchach.

•

Mięśnie szkieletowe stale, nawet w okresie
resorpcyjnym uwalniają Ala i Glu do krwi.

•

Wątroba stale wychwytuje azot i wbudowuje go
w mocznik.

•

Aminokwasy o rozgałęzionym łańcuchu są w
mniejszym stopniu wychwytywane przez wątrobę,
stanowią natomiast główne źródło azotu
wbudowywanego w Ala i Glu w mięśniach
szkieletowych.



Po spożyciu posiłku białkowego w płynach przewodu
pokarmowego odbywa się trawienie białek i
peptydów oraz wchłanianie aminokwasów, w którym
uczestniczą wszystkie układy transportujące.
Aminokwasy przejściowo kumulują się w komórkach
nabłonka jelita, podlegają tam też różnorodnym
przemianom i biorą udział w biosyntezie białek
komórkowych.



Większość aminokwasów przechodzi do płynu
pozakomórkowego i do krwi żyły wrotnej, w której
bardzo zwiększa się stęż wolnych aminokwasów
osiągając szczyt 1,5-2 godz po posiłku.



Część Gln przechodzi w Pro albo też ulega utlenieniu
do ornityny.

TRANSPORT I PRZEMIANY AMINOKWASÓW W

STANIE RESORPCYJNYM

•

Krew wrotna spływająca z jelit do wątroby niesie z
sobą „hydrolizat” białek pokarmowych
pozbawionych jednak całkowicie Glu, Asp, Arg i
większości Gln, a wzbogacona znacznie w Ala, Pro,
amoniak, cytrulinę.

•

Amoniak powstaje w świetle jelita (wskutek
bakteryjnego rozkładu produktów azotowych
głównie mocznika).stężenie amoniaku z żyle wrotnej
w stanie resorpcyjnym przewyższa ok. 10-krotnie
stężenie we krwi tętniczej.

•

Wątroba wychwytuje całkowicie amoniak oraz
prawie 50% puli aminokwasów dopływających z
jelita.



Wątroba buforuje więc znaczne zmiany w stężeniu

aminokwasów we krwi tętniczej w okresie po spożyciu

posiłku. Wzrost ten ogólnie wynosi ok. 20%.Wychwyt

wątrobowy aminokwasów jest wybiórczy.



W największym stopniu wychwytywana jest Ala, a w

najmniejszym aminokwasy o rozgałęzionym łańcuchu.

Wychwyt wątrobowy Ala przewyższa napływ Ala z jelita,

co wskazuje, że wątroba wychwytuje też Ala

dopływającą z krwią tętniczą.



We krwi wątrobowej odpływającej z wątroby, stęż Ala i

Glu jest znacznie mniejsze niż we krwi tętniczej,

natomiast stęż aminokwasów o rozgałęzionym

łańcuchu jest znacznie wyższe. Val o ok. 100%, Leu i Ile

o ok. 200%.



W ciągu pierwszej godziny po posiłku aminokwasy

rozgałęzione stanowią prawie połowę ilości

aminokwasów wypływających z wątroby.

•

Wzrasta wyrzut wątrobowy aminokwasów egzogennych-
zasadowych, aromatycznych, hydroksylowych i Gly.

•

Krew wątrobowa miesza się z żylną spływająca z
pozatrzewnych

tkanek

obwodowych-

głównie

mięśni

szkieletowych, i po przejściu przez płuca już jako krew
tętnicza rozprowadzana jest do trzew i mięśni.

•

Skład aminokwasów we krwi tętniczej jest wypadkową składu
krwi wątrobowej i krwi spływającej z mięśni.1-bogata w
aminokwasy rozgałęzione i w mniejszym stopniu w
egzogenne, 2-zwiększone stęż Ala i Glu, spore ilości
amoniaku.

•

Po spożyciu posiłku mięśnie szkieletowe wychwytują te
aminokwasy, które nie wychwyciła wątroba.



W stanie poresorbcyjnym krew wrotna

spływająca z trzewi nie jest już tak bogata w

aminokwasy, ale stężenie ogólne

aminokwasów jest większe niż we krwi

tętniczej



W przewodzie pokarmowym stale zachodzi

rozpad pewnej ilości białek tworzących tzw.

Nietrwałe białko tkankowe oraz tzw. Białko

endogenne pochodzące głównie ze

złuszczonych komórek nabłonka jelita

TRANSPORT I PRZEMIANY AMINOKWASÓW W

STANIE PORESORBCYJNYM



Glutamina jest rozkładana w enterocytach do

amoniaku i glutaminianu, które wraz z

asparaginianem przemieniają się w alaninę.



W stanie poresobcyjnym wątroba wychwytuje

nadal w znacznym stopniu alaninę, a ponadto

wszystkie inne aminokwasy, zwłaszcza

egzogenne oraz glicynę



Mięśnie nie wychwytują praktycznie żadnych

aminokwasów, stale uwalniając znaczne ilości

alaniny i glutaminy oraz niewielkie ilości

aminokwasów rozgałęzionych



Udział jelit , wątroby i mięśni w

ogólnoustrojowym bilansie przemian azotu

aminokwasów zmienia się nienznacznie po

przejściu w stan poresorbcyjny



Zmiany polegają na stopniowym ograniczaniu

syntezy białek w mięśniach



Mniejsze zużycie aminokwasów uwalnianych

podczas rozpadu białek, do odnowy własnych

białek tkankowych, pozwala przy zachowaniu

stałej wielkości puli aminokwasów w tkance-na

zwiększony wyrzut aminokwasów do krwi



Aminokwasy te są wychwytywane przez wątrobę i

wykorzystywane do syntezy białek wydzielniczych

i własnych białek szybko się odnawiających,

podlegają też przemianom katabolicznym



Widać, że wychwyt i przemiany aminokwasów w

trzewiach uzupełniają się z wychwytem i

przemianami aminokwasów w mięśniach



Podsumowując, mięśnie zamieniają azot aminowy

glutaminy , glutaminianu i asparaginianu w azot

alaniny



Wątroba wychwytuje amoniak, alaninę i inne

aminokwasy i wbudowuje azot amoniak i azot

grup aminowych w mocznik



Alanina jest jednym z 2 głównych przenośników

azotu aminokwasów do wątroby



Źródłem alaniny są głównie jelito i mięśnie



Synteza alaniny obejmuje reakcje transaminacji

różnych aminokwasów w( w tym rozgałęzionych) z

alfa-ketoglutaranem i wytworzenie glutaminianu,

który transaminuje następnie z pirogronianem

powstającym z metabolizowanej w mięśniu glukozy



Alanina jest więc produktem 2 ciągów reakcji:

1)glikolizy-powstaje łańcuch węglowy
2)transaminacji-dostarcza azot grupy aminowej
Około 70% powstającej w mięśniach alaniny zawiera

łańcuch węglowy pochodzący z glukozy

ALANINA -ZNACZENIE W

TRANSPORCIE AMINOKWASÓW



CYKL GLUKOZOWO-ALANINOWY



Drugi ważny przenośnik azotu między tkankami

obwodowymi a wątrobą



W znacznym stopniu rozkładana w komórkach

nabłonka jelita i do wątroby docierają już produkty

przemian glutaminy



Synteza glutaminy jest podstawową reakcją

wiązania amoniaku w tkankach obwodowych



Głównym miejscem syntezy glutaminy są mięśnie

szkieletowe



Glutamina jest donorem azotu w wielu reakcjach

biosyntezy, jest głównym substratem

amoniogenezy nerkowej

GLUTAMINA-PRZENOŚNIK AZOTU



Głównym miejscem katabolizmu glutaminy jest

jelito oraz w pewnej mierze wątroba



Enterocyty rozkładają zarówno glutaminę

wchłoniętą z jelita jak i dopływającą z krwią

tętniczą do trzewi



Wychwyt glutaminy przepływającej jest bardzo

wydajny-w jednym pasażu podlega ekstrakcji 30

% glutaminy osocza



Azot glutaminy odzyskiwany jest w 40% jako

amoniak, 25 % jako alanina, w 25 % jako cytrulina

i 5-10 % jako prolina



w sumie 30 – 40% azotu wbudowanego w

mocznik pochodzi z azotu produktów jelitowej

przemiany glutaminy



Aminokwasy o rozgałęzionym łańcuchu

tworzą odrębną grupę aminokwasów



Służą wyłącznie do biosyntezy białek i nie są

prekursorami żadnych innych aktywnych
biologicznie związków



Utleniane są w większym stopniu przez

tkanki obwodowe



Odgrywają szczególną rolę w transporcie

azotu aminokwasów do mięśni szkieletowych

AMINOKWASY ROZGAŁĘZIONE



W okresie resorbcyjnym wątrobowy wychwyt
aminokwasów rozgałęzionych jest wyraźnie mniejszy niż
ich napływ z krwią wrotną



Występuje znaczne i długo się utrzymujące zwiększone
stężenie aminokwasów we krwi wątrobowej i we krwi
tętniczej



Aminokwasy te są w znacznej mierze wychwytywane
przez mięśnie szkieletowe , gdzie są źródłem azotu do
syntezy alaniny i glutaminy



Aktywność aminotransferaz katalizujących przeniesienie
grupy aminowej aminokwasów rozgałęzionych na alfa-
ketoglutaran jest b. duża w właśnie w mięśniach



Znaczną aktywność tych enzymów wykazuje również

nerki, serce, mózg



Powstające w wyniku transaminacji ketoanalogi

aminokwasów rozgałęzionych są częściowo utleniane,

w dużej mierze przechodzą do krwi



Aktywność enzymów utleniającyh ketoanalogi jest

bardzo mała w mięśniach a duża w wątrobie



Ketoanalogi uwalniane przez mięśnie są

wychwytywane przez wątrobę, nerki i serce i utleniane

lub podlegają reaminacji z powrotem do aminokwasów

rozgałęzionych



Istnieje więc swoiste krążenie łańcuchów węglowych

aminokwasów rozgałęzionych co jest wyrazem

oszczędzania tych łańcuchów egzogennych przez

degradacją