Oppimisen Tavoitteet
tämän jakson lopussa, sinun tulee pystyä:
- Kuvaile, miten kehon sulattaa proteiineja
- Selittää, miten urea kierto estää myrkyllisiä pitoisuuksia typen
- Erottaa glucogenic ja ketogeeninen aminohappoja
- Selittää, miten proteiini voidaan käyttää energia
Paljon runko on valmistettu proteiini, ja nämä proteiinit ottaa lukemattomia muotoja., Ne edustavat solun signalointi-reseptoreihin, molekyylejä, rakenneosat, entsyymejä, solunsisäinen ihmiskaupan osia, soluväliaineen kehikko-ja tukimateriaalit, ioni pumput, ioni-kanavia, happi ja CO2-kuljettajat (hemoglobiini). Se ei ole edes koko lista! Luissa (kollageenissa), lihaksissa ja jänteissä on proteiinia, happea kuljettavaa hemoglobiinia ja entsyymejä, jotka katalysoivat kaikkia biokemiallisia reaktioita. Proteiinia käytetään myös kasvuun ja korjaamiseen. Kaikkien näiden välttämättömien toimintojen keskellä proteiineilla on myös mahdollisuus toimia metabolisena polttoainelähteenä., Proteiineja ei varastoida myöhempää käyttöä varten, joten ylimääräiset proteiinit on muunnettava glukoosiksi tai triglyserideiksi ja käytettävä energian toimittamiseen tai energiavarastojen rakentamiseen. Vaikka keho voi syntetisoida proteiineja aminohappoja, ruoka on tärkeä lähde niille, aminohappoja, erityisesti koska ihmiset eivät voi syntetisoida kaikki 20 aminohappoa käytetään rakentaa proteiineja.
proteiinien pilkkoutuminen alkaa vatsasta. Kun proteiinipitoisia ruokia tulee vatsaan, niitä tervehtii pepsiini-entsyymin ja suolahapon (HCl; 0,5 prosenttia) seos. Jälkimmäinen tuottaa ympäristön pH: n 1.,5-3, 5 joka denaturoi proteiineja ruoan sisällä. Pepsiini pilkkoo proteiineja pienemmiksi polypeptideiksi ja niiden sisältämiksi aminohapoiksi. Kun ruoka-mahalaukun mehu seos (ruokasulan) tulee pieniä suoli, haima vapauttaa natriumbikarbonaattia neutraloimaan HCl. Tämä auttaa suojaamaan suolen limakalvoa. Ohutsuolen myös vapauttaa ruoansulatuskanavan hormonit, mukaan lukien sekretiini ja CCK, joka edistää ruoansulatus hajottaa proteiineja edelleen. Secretin myös stimuloi haimaa vapauttamaan natriumbikarbonaattia., Haima vapauttaa suurin osa ruoansulatus entsyymejä, kuten proteaaseja, trypsiini, kymotrypsiini, ja elastaasi, joka tuki proteiinia ruoansulatusta. Yhdessä, kaikki nämä entsyymit murtaa monimutkaisia proteiineja pienempiin yksittäisiä aminohappoja, jotka sitten kulkeutuvat suoliston limakalvolla voidaan luoda uusia proteiineja, tai muunnetaan rasvoja tai asetyyli-CoA ja käytetään Krebsin sykli.
Kuva 1. Mahalaukun ja ohutsuolen entsyymit hajottavat proteiineja aminohapoiksi., HCl vatsassa auttaa proteolyysi, ja hormonit erittyy suoliston solut suoraan ruoansulatuskanavan prosesseja.
jotta vältettäisiin hajottaa proteiineja, jotka muodostavat haiman ja ohutsuolen, haiman entsyymit vapautuvat aktiivinen proentsyymien, jotka aktivoituvat vain ohutsuolessa. Haimassa vesikkelit varastoivat trypsiiniä ja kymotrypsiiniä trypsinogeeniksi ja chymotrypsinogeeniksi. Kerran julkaistiin ohutsuoleen, entsyymi löytyy seinän ohutsuolessa, kutsutaan enterokinaasin, sitoo trypsinogen ja muuntaa sen sen aktiivisessa muodossa, trypsiini., Tämän jälkeen trypsiini sitoutuu chymotrypsinogeeniin muuntaakseen sen aktiiviseksi chymotrypsiiniksi. Trypsiini ja kymotrypsiini hajottaa suuria proteiineja pienemmiksi peptideiksi, prosessia kutsutaan proteolyysi. Näitä pienempiä peptidejä ovat catabolized osaksi niiden osatekijän aminohappoja, jotka kulkeutuvat apikaalisella pinnan suoliston limakalvon prosessi, joka välittyy natrium-aminohappo kuljetusyritysten. Nämä kuljettajaproteiinit sitovat natriumia ja sitovat sitten aminohapon kuljettamaan sitä kalvon poikki. Limakalvosolujen tyvipinnalla vapautuu natriumia ja aminohappoa., Natriumpitoisuus voidaan käyttää uudelleen transporter, ottaa huomioon, että aminohapot siirtyvät verenkiertoon ja kuljetetaan maksan ja solujen koko kehon proteiinisynteesiä.
vapaasti saatavilla olevia aminohappoja käytetään proteiinien luomiseen. Jos aminohappoja on liikaa, elimistöllä ei ole kapasiteettia tai mekanismia niiden varastointiin; näin ne muuntuvat glukoosiksi tai ketoneiksi tai hajoavat. Aminohappojen hajoaminen johtaa hiilivetyihin ja typpijätteeseen. Korkeat typpipitoisuudet ovat kuitenkin myrkyllisiä., Ureakierto prosessoi typpeä ja helpottaa sen erittymistä kehosta.
Urea Cycle
urea kierto on joukko biokemiallisia reaktioita, joka tuottaa ureaa päässä ammonium-ioneja, jotta voidaan estää myrkyllisen tason ammonium kehossa. Sitä esiintyy pääasiassa maksassa ja vähemmässä määrin munuaisissa. Ennen ureakierrosta ammoniumioneja valmistetaan aminohappojen hajoamisesta. Nämä reaktiot, on amiini-ryhmän, tai ammonium-ioni, aminohappo on vaihdettu kanssa keto-ryhmän toinen molekyyli., Tämä transamination tapahtuma luo molekyyli, joka on välttämätön Krebsin sykli ja ammonium-ioni, joka tulee urea cycle poistettava.
ureakierrossa ammonium yhdistetään CO2: een, jolloin syntyy ureaa ja vettä. Urea poistuu munuaisten kautta virtsaan (Kuva 2).
Kuva 2. Typpi transaminoituu, jolloin syntyy ammoniakkia ja Krebs-syklin välituotteita. Ammoniakkia käsitellään ureakierrossa tuottamaan ureaa, joka eliminoituu munuaisten kautta.,
Aminohappoja voidaan käyttää myös energian lähteenä, varsinkin aikoina nälkään. Koska käsittely aminohappoja tuloksena syntyy aineenvaihdunnan välituotteita, kuten pyruvaatiksi, asetyyli-CoA, acetoacyl CoA, oxaloacetate, ja α-ketoglutaraatti, aminohapot voivat toimia energian lähteenä tuotannon läpi Krebsin sykli (Kuva 3).
Kuva 3. Klikkaa isompaa kuvaa. Aminohapot voidaan pilkkoa glykolyysin tai Krebs-syklin lähtöaineiksi., Aminohapot (lihavoituna) voivat tulla kiertoon useamman kuin yhden reitin kautta.
Kuva 4 yhteenveto polkuja hajoamista ja anaboliaa hiilihydraatteja, lipidejä ja proteiineja.
Kuva 4. Klikkaa isompaa kuvaa. Ravinteet seuraavat monimutkaista reittiä nauttimisesta anabolian ja katabolian kautta energiantuotantoon.,
Häiriöt Aineenvaihdunta: Pyruvaatiksi Dehydrogenaasi Monimutkainen Puutos ja Fenyyliketonuria
Pyruvaatiksi dehydrogenaasi monimutkainen puutos (PDCD) ja fenyyliketonuria (PKU) on geneettinen sairaus. Pyruvaatiksi dehydrogenaasi on entsyymi, joka muuntaa pyruvaatti muunnetaan asetyyli-CoA, molekyyli tarpeen alkaa Krebsin sykli tuottaa ATP. Pyruvaattidehydrogenaasikompleksin (PDC) alhaisilla tasoilla Krebs-syklin läpi pyöräilyn nopeus vähenee dramaattisesti. Tämä johtaa kehon solujen tuottaman energian kokonaismäärän vähenemiseen., PDC puute johtaa hermoston sairaus, joka vaihtelee vakavuudesta riippuen tasoilla PDC entsyymi. Se voi aiheuttaa kehityshäiriöitä, lihaskouristuksia ja kuoleman. Hoitoja voivat olla ruokavalion muuttaminen,vitamiinilisä ja geeniterapia; keskushermoston vaurioita ei kuitenkaan yleensä voida korjata.
PKU vaikuttaa noin 1 joka 15000 syntyneet yhdysvalloissa. Ihmiset kärsivät PKU ole riittävästi aktiivisuutta entsyymi fenyylialaniinin hydroksylaasin ja ovat näin ollen pysty hajottamaan fenyylialaniinia tyrosiiniksi riittävästi., Tämän vuoksi fenyylialaniinipitoisuudet nousevat kehossa myrkyllisiksi, mikä aiheuttaa vahinkoa keskushermostolle ja aivoille. Oireita ovat viivästynyt neurologinen kehitys, ylivilkkaus, kehitysvammaisuus, kouristukset, ihottuma, vapina sekä hallitsemattomat käsien ja jalkojen liikkeet. Raskaana olevat naiset, joilla on PKU, on suuri riski altistaa sikiön liikaa fenyylialaniinia, joka voi läpäistä istukan ja vaikuttaa sikiön kehitykseen. Vauvoilla, jotka altistuvat ylimääräiselle fenyylialaniinille kohdussa, voi esiintyä sydänvikoja, fyysistä ja/tai henkistä jälkeenjääneisyyttä ja mikrokefaliaa., Jokainen lapsi yhdysvalloissa ja Kanadassa on testattu syntymän onko PKU on läsnä. Mitä aikaisemmin muokattu ruokavalio on alkanut, sitä lievempiä oireet ovat. Henkilön on noudatettava tarkasti tiukkaa ruokavaliota, joka on alhainen fenyylialaniini oireiden ja vaurioiden välttämiseksi. Fenyylialaniinia esiintyy suurina pitoisuuksina keinotekoisissa makeutusaineissa, kuten aspartaamissa. Siksi näitä makeutusaineita on vältettävä. Jotkin eläintuotteet ja tietyt tärkkelykset sisältävät myös paljon fenyylialaniinia, ja näiden elintarvikkeiden saantia on seurattava huolellisesti.,
Luku Arvostelu
Ruoansulatusta proteiineja alkaa mahalaukussa, jossa HCl-ja pepsiini aloittaa prosessi hajottaa proteiineja osaksi niiden osatekijän aminohappoja. Kun Kymi tulee ohutsuoleen, se sekoittuu bikarbonaattiin ja ruoansulatusentsyymeihin. Bikarbonaatti neutraloi happaman HCl: n, ja ruoansulatusentsyymit pilkkovat proteiinit pienemmiksi peptideiksi ja aminohapoiksi., Ruoansulatuskanavan hormonit sekretiini ja CCK vapautuvat ohutsuolen tukea ruoansulatus, ja ruoansulatuskanavan proentsyymien vapautuu haima (trypsinogen ja chymotrypsinogen). Enterokinaasin, entsyymi sijaitsee seinän ohutsuolen, trypsiini aktivoi, joka puolestaan aktivoi kymotrypsiini. Nämä entsyymit vapauttavat yksittäiset aminohapot, jotka sitten kulkeutuvat natrium-aminohappojen kuljettajaproteiinien kautta suolen seinämän läpi soluun., Aminohapot ovat sitten kuljetetaan verenkiertoon jaettavaksi maksan ja solujen koko kehoon, jotta voidaan luoda uusia proteiineja. Ylimääräisenä aminohapot prosessoidaan ja varastoidaan glukoosiksi tai ketoneiksi. Typen jätettä, joka on vapautunut tässä prosessissa muunnetaan ureaa ureaa happo sykli ja erittyy virtsaan. Nälkiintymisaikoina aminohappoja voidaan käyttää energianlähteenä ja käsitellä Krebs-syklin läpi.
Self Check
vastaa alla olevaan kysymykseen(s) nähdäksesi, kuinka hyvin ymmärrät edellisessä jaksossa käsiteltyjä aiheita.,
Kriittinen Ajattelu Kysymyksiä
- Aminohapot ovat ei varastoituu elimistöön. Kuvaile, miten ylimääräiset aminohapot käsitellään solussa.
- Julkaisu trypsiini ja kymotrypsiini niiden aktiivinen muoto voi johtaa ruoansulatusta haima tai ohutsuolen itse. Mitä mekanismia keho käyttää estääkseen itsetuhonsa?