Αύξηση παραγωγής ουρίας γίνεται : Όταν υπάρχει περίσσεια αµµωνίας (που πρέπει να αποβληθεί από τον οργανισµό). ηλαδή όταν αυξάνει ο ρυθµός

Transcript

1 Αύξηση παραγωγής ουρίας γίνεται : Όταν υπάρχει περίσσεια αµµωνίας (που πρέπει να αποβληθεί από τον οργανισµό). ηλαδή όταν αυξάνει ο ρυθµός αποικοδόµησης τωναµινοξέων.

2 Με αυξηµένο ρυθµός αποικοδόµησης αµινοξέων (λόγω των αντιδράσεων τρανσαµίνωσης), η συγκέντρωση του γλουταµινικού οξέος είναιαυξηµένη. Αυτή η αύξηση προκαλεί και αύξηση της συγκέντρωσης του Ν-ακετυλογλουταµινικού, που ενεργοποιεί τη συνθετάση του φωσφοκαρβαµιδικού.

3 Άλλοι τρόποι ρύθµισης του κύκλου της ουρίας (που θα αναπτυχθούν παρακάτω): Μεταβολή της δραστικότητας (ενεργοποίηση) του ενζύµου συνθετάση του φωσφοκαρβαµιδικού, µετά από σύνδεσή του µε ορνιθίνη.

4 Άλλοι τρόποι ρύθµισης του κύκλου της ουρίας (που θα αναπτυχθούν παρακάτω): Μεταβολή της δραστικότητας (απενεργοποίηση) τουενζύµου καρβαµυλοτρανσφεράση της ορνιθίνης µετά από σύνδεσή του µε µια πρωτεΐνη (αργινάση).

5 Η παραγωγή ουρίας µειώνεται σηµαντικά µόνο από τηνελάττωσητηςδραστικότηταςτηςαργινάσης. Ελάττωση της δραστικότητας άλλων ενζύµων του κύκλου δεν έχει σηµαντική επίδραση στην παραγωγή ουρίας, αλλά αυξάνει τη συγκέντρωση των πρόδροµων ενώσεων του κύκλου και τελικά και της αµµωνίας στο αίµα.

6 Είναι γνωστές πολλές κληρovoµικές διαταραχές τoυ µεταβoλισµoύ πoυ σχετίζovται µε τα έvζυµα τoυ κύκλoυτης oυρίας. Πλήρης έλλειψη εvός εvζύµoυ δεv είvαι συµβατή µε τηζωή. Στηv περίπτωση όµως ελαττωµέvης δραστικότητας εvός από αυτά, παρoυσιάζovται διαταραχές λόγω των αυξηµένων επιπέδων αµµωνίας στο αίµα, πoυ µπoρoύv vα αvτιµετωπισθoύv µε διατρoφή φτωχή σε πρωτεΐvες. Μερικές από τις διαταραχές είvαι oι υπεραµµωvιαιµίες τύπoυ I (αvεπάρκεια στη συvθετάσητoυφωσφo-καρβαµιδικoύ) καιτύπoυ II.

7 Τα υψηλά επίπεδα της αµµωνίας θέτουν επίσης σε λειτουργία και ένα σύστηµα αποµάκρυνσης της αµµωνίαςπουδρακυρίωςστονεγκέφαλο. Ο εγκέφαλος είναι πολύ ευαίσθητος στην αµµωνία και δυσλειτουργίες του κύκλου της ουρίας, λόγω κληρονοµικών ενζυµικών ανωµαλιών, προκαλούν πνευµατική καθυστέρηση καιλήθαργο. Τοσύστηµααυτόενσω- µατώνει αµµωνία στο α- κετογλουταρικό, προς γλουταµινικό που µε αµµωνίαςδίνειγλουταµίνη.

8 Έτσι µειώνονται τα επίπεδα του α-κετο-γλουταρικού (µειώνεται η ταχύτητα παραγωγής ενέργειας µέσω του κύκλου του Krebs ) καιτου γλουταµινικού (δηµιουργία προβληµάτωναφούτο γλουταµινικό είναι νευροδιαβιβαστής αλλά και αποτελεί πρόδροµη ένωση του γ-αµινοβουτυρικού, ενός άλλου νευροδιαβιβαστή).

9 ΜΕΤΑΒΟΛIΣΜΟΣ ΤΩΝ ΑΜIΝΟΞΕΩΝ Οι πρωτεΐvες της τρoφής διασπώvται σε αµιvoξέα τα oπoία µεταφέρovται στo ήπαρ και είτε χρησιµoπoιoύvται για πρωτεϊvoσύvθεση, είτε για παραγωγή εvέργειας, είτε τέλoς απoθηκεύovται και µεταφέρovται µε τo αίµα, τµηµατικά, στoυςιστoύς.

10 Τααµιvoξέατωvιστώv, χρησιµoπoιoύvται: Γιαπρωτεϊvoσύvθεση, Γιαπαραγωγήεvέργειας, Είναι πρόδροµες ενώσεις γιασηµαντικάβιοµόριαπ.χ. για διάφορες ορµόνες και νευροδιαβιβαστές, για τα νουκλεοτίδια, για τη γλουταθειόνη, για αρκετά συνένζυµα και για τις πορφυρίνες. Όλαταάτοµαάνθρακακαι αζώτου της αίµης προέρχονται από τη γλυκίνη και το οξικό.

11 Η γλουταθειόνη που είναι τριπεπτίδιο και αποτελείται από γλουταµινικό οξύ, κυστεΐνη και γλυκίνη.

12 Η γλουταθειόνη : συµµετέχει σε µεταβολικές πορείες, σε διεργασίες «απότοξίνωσης»καιµεταφοράς, αποτελείτοµέσοµετο οποίο µεταφέρονται αµινοξέα µέσα στο κύτταρο (κύκλος της γ- γλουταµυλ-οµάδας), κατά τον οποίο λαµβάνει χώρα βιοσύνθεση και διάσπαση της γλουταθειόνης (στοήπαρ, στανεφράκαισε άλλους ιστούς).

13 Ηµεταφοράτηςαµµωνίαςαπό τους ιστούς στο ήπαρ γίνεται µέσω τηςγλουταµίνης, ηοποίαµετοαίµα µεταφέρεται στο ήπαρ και εκεί δίνει τηναµµωνίατηςστονκύκλοτης ουρίας. Απότοµυϊκόιστόηµεταφοράτης αµµωνίαςγίνεταιµέσωτηςαλανίνης, ηοποίαµετοαίµαµεταφέρεταιστο ήπαρ, όπου περνάει στο γλουταµινικόκαιµετάστονκύκλοτηςουρίας. Ηαλανίνηµετατρέπεταισεγλυκόζη, ηοποίαµετο αίµαεπανέρχεταιστοµυ, γιαναπαράγεικαιπάλι αλανίνη και να συνεχιστεί ο κύκλος της µεταφοράς της αµµωνίας από τους µύες στο ήπαρ (κύκλος γλυκόζης αλανίνης).

14 Τα περισσότερα φυτά και oι µικρooργαvισµoί µπoρoύv vα συvθέτoυv όλα τα αµιvoξέα τoυς (κάτι πoυδεσυµβαίvειµετovάvθρωπo). Έτσι, αvάλoγα µε τηv αvαβoλική τoυς πoρεία, τα αµιvoξέα διακρίvovται σε: απαραίτητα, δηλαδή αυτά πoυ δεv µπoρεί vα συvθέσει o oργαvισµός τo σκελετό τoυς (για τov άvθρωπoείvαιηλυσίvη, λευκίvη, βαλίvη, φαιvυλαλαvίvη, θρεovίvη, ισoλευκίvη, µεθειovίvη και θρυπτoφάvη), µηαπαραίτηταδηλαδήαυτάπoυµπoρεί vα συvθέσει o oργαvισµός τo σκελετό τoυς και ηµιαπαραίτητα.

15 (αvάλoγα µε τηv αvαβoλική τoυς πoρεία, τα αµιvoξέα διακρίvovται σε: απαραίτητα, µηαπαραίτητα ) ηµιαπαραίτητα, µια εvδιάµεση κατηγoρία, δηλαδή αυτά πoυ µπoρεί µεν vα συvθέσει o oργαvισµός τo σκελετό τoυς αλλά όχι στις αναγκαίες ποσότητες (για τov άvθρωπo είvαι η αργιvίvη, η ιστιδίvη και σε ειδικέςπεριπτώσεις -ασθεvειώv, εγκυµoσύvης, ηλικίας κ.λπ. - η κυστεΐvη, η τυρoσίvη και τo γλoυταµιvικό oξύ ).

16 ιαγραµµατικά οι πορείες βιοσύνθεσης των 20 «πρωτεϊνικών» αµινοξέων.

17 Αvάλoγα µε τηv καταβoλική τoυς πoρεία, τα αµινοξέα διακρίvovται σε : γλυκoγovικά (όσα καταλήγoυv σε πυροσταφυλικό, α-κετο-γλουταρικό, ηλεκτρυλο-coa, φουµαρικό και οξαλοξικό, δηλαδή όσα µπορούν να καταλήξουν στη γλυκoλυτική πoρεία), κετoγovικά (όσα καταλήγoυv σε ακετυλο-coa καικετovoσώµατα) και ηµικετoγovικά (όσα καταλήγουν και στη γλυκoλυτική πoρεία και σε ακετυλο-coa και κετovoσώµατα). Βέβαια, υπάρχoυv και αµιvoξέα πoυ δεv µπoρoύv vακαταταγoύvστιςτρειςπαραπάvωκατηγoρίες.

18 ιαγραµµατικά ο καταβολισµός των 20 «πρωτεϊνικών» αµινοξέων.

19 Και για τα αµινοξέα υπάρχουν κληρονοµικές ασθένειες (εκ γενετής ασθένειες ή συγγενείς ελλείψεις) που σχετίζονται µε το µεταβολισµό και οφείλονται σε µειωµένη δραστικότητα κάποιου ενζύµου της αποικοδοµητικήςπορείαςτωναµινοξέων. Αυτό έχει σαν αποτέλεσµα στη µεταβολική πορεία να παρατηρείται: αύξηση της συγκέντρωσης ενδιάµεσων ενώσεων που δρουν σαν υποστρώµατα στα ένζυµαπουεµφανίζουνµειωµένηδραστικότητα, καθώς επίσης και των ενώσεων που είναι πρόδροµες των υποστρωµάτων αυτών και µείωση των ενδιάµεσων ενώσεων που αποτελούν προϊόντα στις ενζυµικές αυτές αντιδράσεις, καθώς επίσης και των ενώσεων που προέρχονται από αυτά.

20 Η αντιµετώπιση των κληρονοµικών ασθενειών γίνεται : µετηνπιστοποίησήτουσταπρώταστάδιατης ζωής και στησυνέχειατηχορήγησητροφήςπουδεν περιέχει (ή περιέχει σε µειωµένα ποσά) το αµινοξύ που παρουσιάζει το πρόβληµα στο µεταβολισµό του.

21 Παραδείγµατα κληρονοµικών ασθενειών (εκ γενετής ασθένειες ή συγγενείς ελλείψεις) που σχετίζονται µε το µεταβολισµό των αµινοξέων: Η υπερλυσιναιµία, αυξηµένη λυσίνη στο αίµα µε προβλήµατα στο κεντρικό νευρικό σύστηµα και πνευµατική καθυστέρηση. Οφείλεται στα µειωµένα επίπεδα του ενζύµου µεταβολισµού της λυσίνης αφυδρογονάσης της σακχαροπίνης (ή αφυδρογονάσης λυσίνης κετογλουταρικού). Η οµοκυστεϊνουρία, µειωµένα επίπεδα του ενζύµου β-συνθάση κυσταθειονίνης το οποίο συµµετέχει στο µεταβολισµό της µεθειονίνης. Έτσι αυξάνονται τα επίπεδα της οµοκυστεΐνης στα ούρα, αλλά συγχρόνωςπροκαλείταιπνευµατικήκαθυστέρηση, σηµαντικά προβλήµατα στα µάτια, θροµβώσεις και προβλήµατα στη δοµή των οστών.

22 Η φαινυλκετονουρία (ονοµασία που οφείλεται στα υψηλάεπίπεδαφαινυλο-κετόνηςσταούρα) οφείλεταισεκακόµεταβολισµότηςφαινυλαλανίνης, λόγω µειωµένων επιπέδων του ενζύµου του µεταβολισµού της φαινυλαλανίνης 4-µονοξυγονάση της φαινυλαλανίνης. Αν δε ρυθµιστεί κατάλληλα η διατροφή, µπορούν να προκληθούν σηµαντικά προβλήµατα όπως νευρολογικά και πνευµατική καθυστέρηση. Ο αλµπινισµός, που έχει σαν αποτέλεσµα άσπρα µαλλιά, ανοιχτούχρώµατοςδέρµακαιφωτοφοβία, λόγω της έλλειψης µελανίνης. Αυτό οφείλεται στην αδυναµία του οργανισµού να βιοσυνθέτει στα µελανοσώµατα µελανίνη από τυροσίνη, λόγω µειωµένων επιπέδων του ενζύµου τυροσινάση.

23 Η αλκαπτονουρία, όπου υπάρχουν στα ούρα υψηλά επίπεδα οµογεντισικού οξέος, λόγω µειωµένων επιπέδων του ενζύµου 1,2-διοξυγονάση του οµογεντισικού οξέος, που συµµετέχει στο µεταβολισµό της τυροσίνης. Τα συµπτώµατα είναι απόκτηση δέρµατος σκούρου χρώµατος, αρθριτικά κ.λπ.