Возможность замещения треонина безазотистыми аналогами в диете больных диабетическими нефропатиями: биохимический аспект

Обложка
  • Авторы: Малиновский А.В.1
  • Учреждения:
    1. Специальное конструкторское технологическое бюро «Биофизприбор» — Санкт-Петербургский филиал Экспериментально-производственных мастерских Федерального медико-биологического агентства
  • Выпуск: Том 14, № 3 (2022)
  • Страницы: 5-12
  • Раздел: Научный обзор
  • Статья получена: 09.06.2022
  • Статья одобрена: 30.06.2022
  • Статья опубликована: 16.11.2022
  • URL: https://journals.eco-vector.com/vszgmu/article/view/108652
  • DOI: https://doi.org/10.17816/mechnikov108652
  • ID: 108652


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Существует устоявшаяся теория о неспособности незаменимой аминокислоты треонина к переаминированию. На основе этой теории в диете больных нефропатиями, в том числе диабетическими, треонин не заменяют его кетоаналогом. Однако в ряде исследований обнаружено переаминирование треонина, в том числе в человеческом организме. Это наводит на мысль о возможности замещения треонина его безазотистыми аналогами в питании людей, больных нефропатиями. В то же время безазотистые аналоги всех аминокислот могут в дальнейшем подвергаться окислительному распаду не только до конечных продуктов, но и с образованием глюкозы и/или кетоновых тел. В зависимости от этого аминокислоты делят на глюкогенные, кетогенные или глюкогенные и кетогенные одновременно.

При сахарном диабете замещение треонина приобретает особую важность. Введение в организм кетогенных аминокислот отягчает проявление кетоза, характерного для диабета, в то время как введение глюкогенных аминокислот снижает тяжесть кетоза из-за их антикетогенного действия. Это обусловлено тем, что до глюкозы глюкогенные аминокислоты превращаются в тот или иной компонент цикла Кребса или пировиноградную кислоту, находящуюся в равновесии с этими компонентами, что стимулирует окисление ацетилкофермента А и, следовательно, кетоновых тел.

Кетоз при сахарном диабете возникает по двум причинам. Если у здорового человека основным источником энергии являются углеводы, то при сахарном диабете им становятся жиры, интенсивно окисляющиеся и образующие повышенное количество кетоновых тел. Второй причиной является снижение образования щавелевоуксусной кислоты (катализатора цикла Кребса) из пировиноградной кислоты из-за снижения образования последней из глюкозы и увеличения использования компонентов цикла Кребса для глюконеогенеза.

При кетозе происходят резкий сдвиг значения рН в кислую сторону вследствие накопления в крови ацетоуксусной и β-оксимасляной кислот, а также наркотическое действие третьего кетонового тела — ацетона. Причиной летального исхода сахарного диабета является диабетическая кома, вызванная резким сдвигом значения рН в кислую сторону, что нарушает работу ферментов. Треонин обладает сильным глюкогенным действием при полном отсутствии кетогенного влияния на организм человека. Безазотистые аналоги треонина в этом отношении от него не отличаются.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Андрей Владленович Малиновский

Специальное конструкторское технологическое бюро «Биофизприбор» — Санкт-Петербургский филиал Экспериментально-производственных мастерских Федерального медико-биологического агентства

Автор, ответственный за переписку.
Email: malinovskiy.andrey@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Bellizzi V., Calella P., Hernández J.N. et al. Safety and effectiveness of low-protein diet supplemented with ketoacids in diabetic patients with chronic kidney diseas // BMC Nephrol. 2018. Vol. 19, No. 1. P. 110. doi: 10.1186/s12882-018-0914-5
  2. Elliott D.F., Neuberger A. The irreversibility of the deamination of threonine in the rabbit and rat // Biochem. J. 1950. Vol. 46, No. 2. P. 207–210. doi: 10.1042/bj0460207
  3. Koppe L., Cassani de Oliveira M., Fouque D. Ketoacid analogues supplementation in chronic kidney disease and future perspectives // Nutrients. 2019. Vol. 11, No. 9. P. 2071. doi: 10.3390/nu11092071
  4. Meltzer H.L., Sprinson D.E. The synthesis of 4-C14, N15-L-threonine and a study of its metabolism // J. Biol. Chem. 1952. Vol. 197, No. 1. P. 461–473.
  5. Noguchi T., Okuno E., Kido R. Idenity of isoenzyme 1 of histidine-pyruvate aminotransferase with serine-pyruvate aminotransferase // Biochem. J. 1976. Vol. 159, No. 3. P. 607–613. doi: 10.1042/bj1590607
  6. Ishikawa T., Okuno E., Tsujimoto M. et al. Kynurenine-pyruvate aminotransferase in rat kidney and brain // Adv. Exp. Med. Biol. 1991. Vol. 294. P. 567–572. doi: 10.1007/978-1-4684-5952-4_68
  7. Hsiehs B., Tolbert N.E. Glyoxylate aminotransferase in peroxisomes from rat liver and kidney // J. Biol. Chem. 1976. Vol. 251, No. 14. P. 4408–4415.
  8. Okuno E., Minatogawa Y., Nakamura M. et al. Crystallization and characterization of human liver kynurenine-glyoxylate aminotransferase. Identity with alanine-glyoxylate aminotransferase and serine-pyruvate aminotransferase // Biochem. J. 1980. Vol. 189, No. 3. P. 581–590. doi: 10.1042/bj1890581
  9. Okuno E., Tsujimoto M., Nakamura M., Kido R. 2-Aminoadipate-2-oxoglutarate aminotransferase isoenzymes in human liver:a plausible physiological role in lysine and tryptophan metabolism // Enzyme Protein. 1993. Vol. 47, No. 3. P. 136–148. doi: 10.1159/000468669
  10. Малиновский А.В. Обладает ли треонин кетогенным действием? // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2020. Т. 23, № 6. С. 34–39. doi: 10.29296/25877313-2020-06-06
  11. Bird M.I., Nunn P.B. Metabolic homeostasis of L-threonine in the normally fed rat // Biochem. J. 1983. Vol. 214, No. 3. P. 687–693. doi: 10.1042/bj2140687
  12. Laver W.G., Neuberger A., Scott JJ. α-Amino-β-keto-acids. Part II. Rates of decarboxylation of the free acids and the behaviorer of derivates on titration // Journal of the Chemical Society. 1959. P. 1483–1491.
  13. Pagani R., Guerranti R., Leoncini R., Marinello E. Activation and inhibition of rat liver L-threonine dehydrogenase // Ital. J. Biochem. 1990. Vol. 39, No. 2. P. 108.
  14. Pagani R., Guerranti R., Righi S. et al.Identification of a mitochondrial inhibitor of rat liver L-threonine dehydrogenase // Biochem. Biophys. Actа. 1995. Vol. 244, No. 1. P. 49–52. doi: 10.1016/0304-4165(94)00192-z
  15. Guerranti R., Pagani R., Neri S. et al. Inhibition and regulation of rat liver L-threonine dehydrogenase. By different fatty acids and their derivates // Biochem. Biophys. Acta. 2001. Vol. 1568, No. 1. P. 45–52. doi: 10.1016/s0304-4165(01)00197-0
  16. Малиновский А.В. Является ли треонин незаменимой аминокислотой? // Профилактическая и клиническая медицина. 2011. № 4(41). С. 116–119.
  17. Малиновский А.В. Причины незаменимости треонина у человека и млекопитающих в сравнительном аспекте // Биохимия. 2017. Т. 82, № 9. С. 1354–1360.
  18. Малиновский А.В. Проблемы незаменимости треонина у млекопитающих и птиц на ферментном уровне // Биохимия. 2018. Т. 83, № 7. С. 981–986. doi: 10.1134/S0320972518070035
  19. Малиновский А.В. Причины возникновения незаменимости треонина в свете эволюции // Цитология. 2019. Т. 61, № 7. С. 521–528. doi: 10.1134/S0041377119070058
  20. Березов Т.Т. Обмен аминокислот нормальных тканей и злокачественных опухолей. Москва: Медицина, 1969.
  21. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. Москва: Медицина, 2004.
  22. Barrett G. Chemistry and biochemistry of the amino acids. UK, London; New York: Chapman and Hall, 2012.
  23. Growdon J.H., Nader T.M., Schoenfeld J., Wurtman R.J. L-threonine in the treatment of spasticity // Cln. Neuropharmacol. 1991. Vol. 14, No. 5. P. 403−412. doi: 10.1097/00002826-199110000-00003
  24. Lee A., Patterson V. Double-blind study of L-threonine in patients with spinal spasticity // Acta Neurol. Scand. 1993. Vol. 88, No. 5. P. 334−338. doi: 10.1111/j.1600-0404.1993.tb05353.x
  25. Edgar A.J. The human L-threonine-3-dehydrogenase gene is an expressed pseudogene // BMC Genet. 2002. Vol. 3. P. 18. doi: 10.1186/1471-2156-3-18
  26. Han C., Cai T., Tagle D.A. et al. Substrate specificity and structure of human aminoadipate aminotransferase/kynurenine aminotransferase II // Biosci. Rep. 2008. Vol. 28, No. 4. P. 205–215. doi: 10.1042/BSR20080085
  27. Shah A.P., Kalantar-Zadeh K., Kopple J.D. Is there a role for ketoacid supplements in the management of CKD? // Am. J. Kidney Dis. 2015. Vol. 65, No. 5. Р. 659–673. doi: 10.1053/j.ajkd.2014.09.029

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Распад треонина в цитозоле

Скачать (53KB)
3. Рис. 2. Распад треонина в митохондриях. Ацетил-КоА — ацетилкофермент А; НАД — никотинамидадениндинуклеотид; НАДН — восстановленная форма никотинамидадениндинуклеотида; HSKoA — кофермент А

Скачать (98KB)
4. Рис. 3. Переаминирование треонина с пировиноградной кислотой в печени человека

Скачать (92KB)
5. Рис. 4. Переаминирование треонина с α-кетоглутаровой кислотой в печени человека

Скачать (96KB)

© ООО "Эко-Вектор", 2022



СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 71733 от 08.12.2017.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах