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
  • URL: https://journal-vniispk.ru/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 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.

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



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».