29, аргинин – 26, триптофан – 12 (Aojama, Ashida, 1975) Эти данные свидетельствуют о том, что незаменимые аминокислоты чрезвычайно различаются друг от друга по характеру метаболического поведения. Аминокислоты являются не только блоками, из которых строится белковая молекула и обладают разной способностью к реутилизации в процессе основного обмена, но играют определенную роль в нейрогуморальной регуляции обменных процессов организма.
Нарушения в организме из-за острого дефицита на уровне 5070% или полного отсутствия отдельных аминокислот изучались в лабораторных условиях на искусственных и полуискусственных диетах. Приведем данные по некоторым аминокислотам.
Лизин. Резкое ухудшение аппетита, остановка роста, анемия, снижение в крови общего белка и гамма-глобулинов, истощение мускульной ткани; увеличение содержания в теле воды, снижение содержания белка и жира в печени; недостаточная кальцификация костей, недоразвитость эпифизарных хрящей, кариес зубов; нарушение условнорефлекторной деятельности центральной нервной системы, нервозность, неустойчивость движений; у самок снижается оплодотворяемость яйцеклеток, молочность, снижается концентрация гонадотропных гормонов плаценты; огрубление кожно-волосяного покрова, взъерошенность, чесоточная кожа.
Триптофан. Потеря аппетита и снижение веса животных. Помутнение роговицы глаз, катаракта, выпадение шерсти, поражение зубов, анемия, потеря воспроизводительной способности.
Метионин. Ожирение печени и почек, снижение активности протеолитических ферментов поджелудочной железы. Анемия, истощение. Нарушение гормональной деятельности коры надпочечников.
Метионину придают значение как липотропному фактору и «возможному терапевтическому действию синтетического препарата DL – метионина» для снижения ожирения печени, уровня холестерина в крови; метионин повышает гуморальный и клеточный иммунитет.
Гистидин. Резкое снижение уровня гемоглобина. Не наблюдается резкого снижения веса цыплят до момента гибели на диете без гистидина.
Аргинин. Атрофия семенников, снижение концентрации сперматозоидов. Ухудшение всасывания Ca в кишечнике. Аргинин является прямым предшественником оксида азота (NО).
Треонин . Снижение уровня липазы и амилазы поджелудочной железы, вместе с тем мало влияет на их активность.
Валин . Ожирение печени, атрофия поджелудочной железы, селезенки, слюнных желез. Нарушение нервной деятельности, расстройство координации движений.
Изолейцин, лейцин . Потеря аппетита, исхудание, нервозность.
Заключение. Поскольку в обычных условиях потребность в аминокислотах у человека и животных обеспечивается за счет естественных источников белка, полное отсутствие какой-то из них практически невозможно. Острый дефицит лизина имеет место, когда в питании используется только зерно злаковых культур – пшеница, кукуруза, сорго, просо – или продукты из них без какого-либо потребления полноценных по аминокислотам белковых кормов животного происхождения или сои. Острый дефицит одновременно лизина и триптофана наблюдается в условиях, когда основным источником питания является кукуруза.
6.4. Заменимые аминокислоты
К заменимым относятся: аланин, глицин, серин, глютаминовая кислота, глютамин, аспарагиновая кислота, аспарагин, пролин, цистин, тирозин.
Нельзя думать, что человек и животные могут без ущерба обходиться без заменимых аминокислот. Опыты показали, что на диетах, составленных только из незаменимых аминокислот, цыплята, белые крысы росли намного хуже по сравнению с тем, когда 40-50% незаменимых аминокислот компенсировали заменимыми.
Отмечается ухудшение роста цыплят при отсутствии в их рационе глютаминовой кислоты и пролина. В опытах на беременных крысах, из диеты которых исключали аспарагин, было установлено,что рождаемое потомство было малочисленное и слабое. В стволе мозга новорожденных отмечено пониженное содержание белка и холестерина.
Весьма значительна роль глютамина в организме человека и животных. Отмечено, что потребление диеты с глютамином способствует повышению дыхательной способности пролифилирующих энтероцитов и лимфоцитов, регулированию кислотно-щелочного баланса. Глютамин является переносчиком азота между тканями , важным предшественником нуклеиновых кислот, нуклеотидов, аминосахаров и белков. При стрессовых ситуациях потребность человека и животных в глютамине превышает их способность производить эту аминокислоту в достаточном количестве.
Некоторые исследователи склонны относить глютамин в разряд незаменимой аминокислоты. Кстати, самое высокое содержание глютамина характерно для белков пшеничной клейковины. Оно превышает содержание его в мясе, молоке, яйцах в 4-8 раз.
Ясно одно, что заменимые аминокислоты нельзя игнорировать при анализе данных аминокислотного состава различных продуктов и организации питания человека и животных. Поэтому, важно придерживаться определенных параметров оптимального соотношения между суммой незаменимых аминокислот (НАК) к сумме заменимых (ЗАК) в
диетах и кормах для животных. В наиболее полноценных продуктах отношение НАК/ЗАК (без учета полунезаменимых цистина и тирозина) таково: в белке говядины в пределах 0,96-1,10, свинины – 1,04, рыбе – 1,14, яйца – 1,14, молока человека – 0,88, коровьего молока 0,96. Концепция оптимального соотношения НАК/ЗАК для оптимального роста животного и, следовательно, биосинтеза белка изучалась весьма интенсиво. Считают оптимальным соотношением для поросят НАК:ЗАК=1:1,22.
Важность обеспечения ЗАК заключается в том, что некоторые НАК медленно трансформируются в ЗАК, которые бывают срочно необходимы при высоком уровне продуктивности, когда эндогенная синтетическая способность аминокислот и метаболическая доступность нужного предшественника ограничена. Примерами таких условно незаменимых аминокислот могут быть аргинин, пролин, глютамин, глютаминовая кислота.
Классическое представление о заменимости является слишком упрощенным. Считают, что заменимость определяется только особенностью углеродного скелета, а не функциональными группами NH2 и COOH. Между тем, в опытах с меченным15 N было показано, что существует специфичность переноса аминных групп между аминокислотами. На этой основе только лизин и треонин рассматриваются как абсолютно незаменимые аминокислоты. Аланин, глютаминовая и аспарагиновая кислоты, которые образуются из легко доступных промежуточных продуктов относятся к истинно заменимым. Все другие заменимые аминокислоты являются условно незаменимыми, так как образуются из незаменимых аминокислот или показывают случаи, когда потребность в них превышает способность их синтеза.
6.5. L- и D-аминокислоты
Аминокислоты натуральных белков имеют одинаковую конфигурацию у α-углеродного атома– L конфигурацию. Это обозначение применяется для всех природных аминокислот. В природе встречаются аминокислоты, имеющие D конфигурацию. Но их количество слишком мало.
Производное сразу D- и L- форм – DL-аминокислоты получают в результате химического синтеза. Это так называемая рацемическая смесь, состоящая из равного количества двух оптически активных антиподов.
В обиходе часто наблюдается путаница, когда L- формы причисляют к левовращающим, а D- формы – к правовращающим. В действительности почти половина природных аминокислот вращает пучок поляризованного света в водном растворе вправо, что и обозначается знаком (+), другая половина – влево и обозначается знаком (-). В то же
