Азотистый обмен

Азотистый обмен (АО) — химические превращения азотсодержащих веществ в организме.

Общие сведения

Включает обмен простых и сложных белков, нуклеиновых кислот, продуктов их распада (пептидов, аминокислот и нуклеотидов), содержащих азот жироподобных веществ (липидов), аминосахаров, гормонов, витаминов и т. д.

Начальный этап данного обмена у высокоорганизованных животных — ферментативное расщепление белков и прочих сложных азотных соединений в желудочно-кишечном тракте до свободных аминокислот (нуклеотидов, нуклеозидов) и всасывание последних в тонких кишках в кровь. Вместе с расщеплением белков корма в организме происходит ферментативный т распад тканевых белков до аминокислот, которые также попадают в кровь. Затем процессы АО связаны главным образом с промежуточным (тканевым) обменом аминокислот. Аминокислоты, всосавшиеся в кишечнике или образовавшиеся в результате расщепления тканевых белков, расходуются на биосинтез белков и прочих соединений, на энергетичеческие затраты, образование конечных продуктов АО. 1-м звеном в процессах биосинтеза белков является переход аминокислот из крови в клетки. Синтез специфического для организма белка в клетке включает 3 этапа. На I этапе происходит по закону комплементарности ферментативный синтез информационной РНК (и-РНК) на матрице ДНК, которая передаёт информацию о структуре синтезируемого белка. Затем и-РНК переходит из ядра в цитоплазму и фиксируется на рибосомах. II этап включает активацию аминокислот в цитоплазме при участии АТФ и их соединение с транспортными РНК (т-РНК). III этап — рибосомальный этап синтеза, когда отдельные молекулы т-РНК с соответствующими аминокислотами подходят друг за другом к рибосомам и присоединяются своими антикодонами к соответствующим колонам и-РНК. Рядом находятся такие аминокислоты, которые в синтезируемом белке должны быть соединены пептидной связью, этим достигается специфическая первичная структура белка, предопределяющая третичную структуру белков, включая ферментов. Отдельные аминокислоты применяются для биосинтеза физиологически активных веществ. В частности, тирозин нужен для биосинтеза тироксина и адреналина, триптофан — серотонина, глицин — жёлчных кислот и пуриновых оснований. Аминокислоты принимают активное участие в различных реакциях обмена веществ, в частности в реакции переаминирования, заключающейся в обратимом переносе аминогрупп между аминокислотами и кетокислотами без промежуточного образования NH₃.

Продукты распада нуклеопротеидов и нуклеиновых кислот — нуклеотиды принимают в синтезе ДНК и РНК, происходящим в клеточных ядрах под влиянием ферментов — полимераз. Распад ДНК и РНК осуществляется с участием большого числа специфических ферментов с формированием на 1 этапе нуклеотидов, а позже — пуриновых и пиримидиновых веществ. Итог распада пуриновых оснований — аллантоин, пиримидиновых оснований — CO₂, NH₃ и β-аланин, участвующий затем синтезе карнозина и ансерина.

В норме организм должен быть обеспечен нужным количеством усвояемого азота. Ведущей составной частью и главным источником азота является белок, содержащийся в пище.

Существует понятие азотистое равновесие (азотистый баланс, nitrogen balance) — состояние, при котором количества вводимого и выводимого азота одинаковы, другими словами при таком балансе имеется соответствие между количеством азота поглощённого органом и выделенного из него (в организме за определённый период разрушается столько белка, сколько последнего поступило с едой). Данный баланс необходим для устойчивого развития человека и животных. В частности, организм взрослого человека в сутки должен потреблять 13—16 грамм азота (=100 грамм белка). В случае, если долгий период организм получает количество азота, меньшее белкового минимума, тогда он разрушает собственные белки, и азотистый баланс становится отрицательным, что приводит к тому, что человек худеет и слабеет.

Для растущего организма количество азота, поступающего из пищи, должно быть выше количества азота, содержащегося в моче и экскрементах.

После употребления белковой пищи основной обмен растёт больше (явление «специфически динамическое действие» белковой пищи). Предполагается, что ряд аминокислот — продуктов расщепления белка — принимают участие в реакциях, связанных с гидролизом АТФ и образованием АДФ, обусловливая повышенное потребление кислорода.

Суточная потребность организма человека (г/сут): L-триптофан 0,5, L-фенилаланин 2,2, L-лизин 1,6, L-треонин 1, L-метионин 2,2, L-лейцин 2,2, L-изолейцин 1,4, L-валин 1,6.

См. также

• Обмен веществ и энергии

Источники

Одним из источников этой статьи является статья в энциклопедии «Традиция», называющаяся «Азотистый обмен». Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии GNU FDL.