Biochemie
5.2 Metabolismus aminokyselin a jeho poruchy
Aminokyseliny jsou organismem přijímány v potravě a to v proteinech, které jsou peptidasami štěpeny na oligopeptidy až aminokyseliny a poté ve střevě vstřebávány střevní sliznicí. V krvi AMK vytvářejí část tělesné zásoby AMK – tzv. pool AMK, krví jsou také přenášeny k cílovým tkáním, kde mohou být využity k syntéze plazmatických a intracelulárních proteinů. Při dostatku AMK, dochází k jejich degradaci.
Degradace AMK může probíhat 4 různými způsoby, přičemž první 3 z nich využívají koenzymu pyridoxalfosfátu a tvoří s ním tzv. Schiffovu bázi (obrázek 5.4):
1. dekarboxylace (dochází k odštěpení CO2 za katalýzy dekarboxylasou a vzniku biogenních aminů)
2. transaminace (reakce aminokyseliny s ketokyselinou, kdy dojde k výměně amino- a keto- skupiny, reakce je katalyzována transaminasami)
3. změna R
4. oxidační deaminace (dochází k odštěpení NH3 a oxidaci na ketokyselinu, vzniklý NH3 je odbouráván v tzv. močovinovém cyklu)
Močovinový cyklus probíhá v játrech v hepatocytech a to částečně v cytosolu a částečně v mitochondriích. Konečným produktem je močovina, která je krví transportována do ledvin a nakonec vylučována močí.
Podle dalšího osudu uhlíkaté kostry AMK se rozlišují:
a) glukoplastické neboli glukogenní AMK (většina)
b) ketoplastické neboli ketogenní AMK (lysin, leucin)
c) AMK, které mohou tvořit jak cukry, tak ketolátky (isoleucin, tyrosin, tryptofan, fenylalanin)
Vzniklé produkty se zapojují do citrátového cyklu.
Obrázek 5.4: Degradace aminokyselin
Nadměrné vylučování AMK močí se nazývá aminoacidurie. Rozlišuje se tzv. primární aminoacidurie (přehled podává tabulka 5.2), která je způsobena vrozenou metabolickou poruchou a tzv. sekundární aminoacidurie, kterou způsobuje buďto onemocnění jater, nebo porucha funkce ledvinných tubulů.
Tabulka 5.2: Primární aminoacidurie
ONEMOCNĚNÍ/
INCIDENCE |
PŘÍZNAKY |
PŘÍČINA |
Homocystinurie
1 : 200 000 |
homocystein v krvi, dislokace čočky, deformity kostí, skolióza, patologické zlomeniny, mentální retardace, tromboembolické komplikace |
porucha metabolismu methioninu – defekt enzymu cystathionin-β-syntasy |
Cystinurie
1 : 7000 – 1 : 20 000 |
tvorba ledvinových kamenů již v dětství, cystinové krystalky v moči |
defekt ledvinové tubulární reabsorpce - porucha transportu AMK – Cys, Lys, Arg |
Cystinóza
1 : 40 000
a) infantilní – těžká
b) juvenilní
c) c. dospělých |
postihuje různé orgány: játra, slezinu, ledviny, kostní dřeň, lymfatické uzliny a oční rohovku
renální rachitida, trpasličí vzrůst, tubulární acidóza, hypokalemie a retinopatie
postižení glomerulů s proteinurií a postupným selháním ledvin, retinopatie
funkce ledvin není výrazně narušena, cystinové krystalky v rohovce, leukocytech a v kostní dřeni |
porucha transportu cystinu přes membránu lyzosomů - hromadění
krystalků cystinu v makrofázích |
Fenylketonurie (hyperfenylalaninemie)
1 : 10 000 |
hromadění fenylalaninu v krvi (snaha o metabolizaci přes fenylpyruvát) a jeho vylučování do moče; potíže s krmením, zvracení, opožděný vývoj, neléčená f. - těžké mentální postižení |
defekt v přeměně fenylalaninu na tyrosin - nedostatkem enzymu fenylalaninhydroxylasy |
Tyrosinemie I
1 : 100 000 |
vylučování 4-hydroxyfenylpyruvátu při normální dietě; tyrosin v krvi i moči, methionin a a-fetoprotein v krvi, poškození jater a ledvin |
deficit fumarylacetoacetáthydrolasy |
Tyrosinemie II (Tyrosinemie) |
tyrosin v moči i krvi; zánět a následné léze v oku a na kůži, někdy mentální retardace |
nedostatek jaterního enzymu tyrosinaminotransferasy |
Alkaptonurie
1 : 250 000 |
vylučování homogentisátu do moče; tmavnutí moče po vystavení vzduchu a slunečnímu záření, nebo po zalkalizování, později artritické změny |
defekt homogentisátoxidasy |
Leucinóza (Maple syrup urine disease)
1 : 200 000 |
sladká vůně moči, vylučování a-oxoderivátů AMK – Leu, Ile a Val močí, hypoglykemie, acidóza, letargie, ztráta chuti k jídlu a zvracení; není-li zjištěna včas, vede k těžkému poškození mozku a smrti; |
defekt dekarboxylasi (nefunguje přeměna a-oxokyselin na acylCoA) |
Okulokutánní albinismus
typu I
1 : 10 000
typu II
1 : 60 000 |
úplná absence melaninu, projevující se na pokožce, na vlasech i na očích, dochází k postižení zraku
syntetizováno malé množství melaninu, nedochází k postižení zraku |
nepřítomnost nebo nedostatek enzymu tyrosinasy, která přeměňuje tyrosin na melanin |