Kas ir aminoskābju sintēze?

Aizvietojamās aminoskābes ir tās, kuras šūnas spēj izveidot pašas, ja ir pietiekami daudz oglekļa skeletu un slāpekļa. Pie tām pieder alanīns, aspartāts, asparagīns, glutamāts, glutamīns, serīns, glicīns, prolīns un arginīns.

Neaizvietojamo aminoskābju oglekļa skeletus cilvēka šūnas uzbūvēt nespēj, jo trūkst attiecīgo fermentu. To ir deviņas: histidīns, izoleicīns, leicīns, lizīns, metionīns, fenilalanīns, treonīns, triptofāns un valīns. Augi, baktērijas un raugi šos ceļus ir saglabājuši, un tieši tāpēc cilvēks tos iegūst netieši, ēdot augus vai dzīvniekus, kas ēduši augus.

Pastāv arī trešā, nosacīti neaizvietojamo grupa. Tās aminoskābes organisms parasti izveido pats, bet noteiktos apstākļos, piemēram, strauja augšanas, smagas slimības vai iedzimta fermenta trūkuma gadījumā, vairs nespēj saražot pietiekami. Raksturīgs piemērs ir tirozīns, ko veido no fenilalanīna, un cisteīns, kura sēru piegādā metionīns. Abos gadījumos aizvietojamā aminoskābe ir atkarīga no neaizvietojamās.

Vienkāršākais piemērs ir alanīns. Muskulī, kur glikozes sadalīšanās rada piruvātu, aminotransferāze pārnes aminogrupu no glutamāta uz piruvātu, un rezultāts ir alanīns. Ar asinīm tas nonāk aknās, kur notiek pretējā reakcija: slāpeklis tiek atbrīvots urīnvielas ciklā, bet atlikušais piruvāts izmantots glikozes veidošanai. Šo apriti sauc par glikozes un alanīna ciklu, un tā ir laba ilustrācija tam, ka aminoskābju sintēze un sadalīšanās nav atsevišķi procesi, bet viena un tā paša līdzsvara divi virzieni.

Otrs piemērs ir serīns. Tā skeletu atvasina no glikolīzes starpprodukta, un no serīna tālāk rodas glicīns, kas savukārt ir izejviela hema, nukleotīdu un daudzu citu molekulu sintēzei. Tas parāda, ka aminoskābes nav tikai olbaltumvielu sastāvdaļas: no tām veido arī neiromediatorus, hormonus, pigmentus un DNS būvbloku daļas.

Ja trūkst kāda fermenta šajos ceļos, uzkrājas tie savienojumi, kas atrodas pirms bojājuma vietas. Fenilketonūrijā trūkst fermenta, kas fenilalanīnu pārvērš tirozīnā: fenilalanīns uzkrājas un bojā smadzeņu attīstību, bet tirozīns kļūst par neaizvietojamu aminoskābi. Tieši tāpēc jaundzimušo skrīnings ir iekļauts valsts apmaksātajā veselības aprūpē, jo savlaicīgi uzsākts uztura režīms šīs sekas novērš, bet kavēšanās tās padara neatgriezeniskas.

Aminotransferāzes, kas aminoskābju sintēzē pārnes slāpekli, ir tās pašas, ko atrod ikdienas asins analīzēs ar saīsinājumiem ALAT un ASAT. Šo fermentu daudzums asinīs pieaug tad, kad tos saturošās šūnas, galvenokārt aknu šūnas, iet bojā un izlaiž saturu asinīs. Analīzes rezultāts tātad nav aminoskābju sintēzes rādītājs, bet gan netieša ziņa par šūnu bojājumu.

Pie ģimenes ārsta jādodas, ja bērnam ir neizskaidrojama attīstības aizture, neparasta ķermeņa vai urīna smaka, atkārtota vemšana un miegainība pēc olbaltumvielām bagātas ēdienreizes vai ja ģimenē ir bijušas vielmaiņas slimības. Tālāk ar šiem jautājumiem strādā medicīnas ģenētiķis un bērnu endokrinologs vai vielmaiņas slimību speciālists. Pašam diagnosticēt vai koriģēt uzturu, balstoties uz aizdomām, nav droši.

Visbiežāk aminoskābju sintēzi sajauc ar olbaltumvielu sintēzi. Tās ir divas dažādas lietas: aminoskābju sintēzē tiek ražoti būvmateriāli, olbaltumvielu sintēzē no gataviem būvmateriāliem pēc gēna instrukcijas tiek salikta ķēde. Otrā notiek ribosomā, pirmā izkliedēti šūnas citoplazmā un mitohondrijos.

Otra izplatīta kļūda ir jēdzienu apmaiņa. „Aizvietojamā“ nenozīmē „nesvarīga“: glutamāts un glicīns ir starp visbiežāk izmantotajām molekulām organismā. Vārds norāda tikai uz to, ka uzturā tās nav obligāti jāsaņem, jo organisms spēj tās izveidot pats.

Trešais pārpratums attiecas uz olbaltumvielu kvalitāti uzturā. Nozīme ir nevis kopējam olbaltumvielu daudzumam vien, bet neaizvietojamo aminoskābju sastāvam. Tieši tāpēc dažādu augu valsts produktu kombinēšana dienas laikā papildina cits cita trūkstošās aminoskābes.

Aminoskābes organismā netiek uzkrātas rezervē tā, kā tauki tiek uzkrāti taukaudos vai glikoze glikogēnā. Ja aminoskābju ienāk vairāk, nekā tobrīd vajadzīgs, slāpeklis tiek atdalīts un izvadīts ar urīnvielu, bet oglekļa skelets izmantots enerģijai vai pārvērsts taukos. Praktiskā izpratne no tā ir vienkārša: „ieēst olbaltumvielas par priekšu“ nav iespējams.

Otrs noderīgs secinājums ir tas, ka aminoskābju sintēze ir cieši sasieta ar cukuru un tauku vielmaiņu caur citronskābes ciklu. Nav atsevišķas „olbaltumvielu vielmaiņas“ un „ogļhidrātu vielmaiņas“: tā ir viena savstarpēji saistīta sistēma, kurā viena ceļa starpprodukts ir cita ceļa izejviela.