Амінокислота тирозин
Тирозин вперше отримано Лібіхом 1846 р. при розщепленні казеїну лугом. Хімічну будову амінокислоти встановлено Erlenmeyer, Lipp, у 1883 р. шляхом синтезу.
Тирозин дуже слабо розчиняється у воді, нерозчинний в ефірі, важко розчинний у спирті, добре розчиняється у кислотах, лугах, аміаку. Тирозин випадає з білкових гідролізатів за її нейтралізації. При обробці йодом у слаболужному середовищі ця амінокислота йодується, через що утворюється дийодтирозин.
Біохімія та роль в організмі
Тирозин надходить в організм людини у складі харчового білка та синтезується в організмі. У плазмі крові людини міститься 1-1,5 мг% вільного тирозину, доросла людина виділяє за добу із сечею 11-49 мг. Ця замінна амінокислота входить до складу білків тварин та рослинних тканин. Тирозин утворюється з фенілаланіну в результаті реакції гідроксилювання, що каталізується ферментом - фенілаланінгідроксілазою. Зворотного перетворення тирозину на фенілаланін не відбувається, тому тирозин не може повністю замінити фенілаланін. В організмі амінокислота зазнає перетворень.
Близько 2/3 тирозину переамінується в печінці з а-кетоглютарової кислотою. Реакція каталізується ферментом – тирозинамінотрансферазою. Останній відноситься до ензим адаптивного синтезу, що має значення в усуненні надлишку амінокислоти, що накопичується в крові в кількостях, що перевищують норму. Найбільш сильним індуктором тирозинамінотрансфераз є гормони кіркової речовини надниркових залоз. Внаслідок реакції переамінування тирозин перетворюється на параоксифенілпіровиноградну (п-ОФП) кислоту, яка за участю п-ОФП-оксидази окислюється в гепатоцитах до гомогентизинової кислоти. Реакція переамінування є лімітуючою ланкою ізалежить в основному від двох факторів: здатності печінки синтезувати тирозинамінотрансферазу та наявність гормонів кіркової речовини надниркових залоз. У ланцюзі подальших перетворень тирозину головне місце займає печінка, де в результаті окислення з гомогентизинової кислоти утворюється фумарилацетооцтова кислота. Остання піддається гідролізу, перетворюючись на фумарову, ацетооцтову кислоти.
Є 3 види гіпертирозинемії: транзиторна, пов'язана з нестачею аскорбінової кислоти; спадково обумовлена (тирозиноз), викликана переважно недостатністю ОФП-оксидази; тирозинемія внаслідок недостатньої здатності печінки синтезувати тирозинамінотрансферазу.
Використання в медицині
Останніми роками обмін тирозину привертає увагу дедалі більше дослідників. Альбінізм і такі захворювання людини, як алкаптонурія, кретинізм, тирозиноз (тирозинемія), фенілкетонурія (фенілпіровиноградна олігофренія), обумовлені спадковими порушеннями синтезу ферментів, що каталізують перетворення тіснопов'язаних між собою в процесі метаболізму фенілаланіну та ти.
Значне та тривале підвищення концентрації тирозину та його метаболітів у крові, сечі відзначалося у хворих на ревматизм, ревматоїдний артрит, хронічний тонзиліт. Зміст амінокислоти при ревматичних ураженнях нервової системи вищий, ніж при неускладненому перебігу ревматизму. Визначення рівня тирозину в крові хворих, а також добової екскреції із сечею амінокислоти та її метаболітів — оксифенілпіровіноградної кислоти та гомогентизинової кислоти можна використовувати як додатковий тест для виявлення активності ревматичного процесу та контролю за лікуванням. Особливо велике значення має визначення рівня тирозину у хворих на ревматизм.при призначенні та доборі доз стероїдних гормонів.
При лікуванні хворих на системний червоний вовчак гормонами кіркової речовини надниркових залоз більший ефект спостерігався при вираженій гіпертирозинемії. У пацієнтів із нормальним рівнем вмісту тирозину в крові лікування гормонами було неефективним. Рівень тирозину крові може характеризувати забезпеченість організму гормонами кіркової речовини надниркових залоз. Автор рекомендує визначати динаміку вмісту тирозину крові для встановлення доцільності призначення кортикостероїдів та їхньої мінімальної ефективної дози, що дуже важливо при призначенні цих біологічно активних речовин. Залежність ступеня порушення обміну тирозину від активності, характеру перебігу хвороби та терапії вказує на патогенетичну значущість порушень обміну амінокислоти при ревматизмі. Ці дані є підставою для обмеження введення тирозину з харчовими білками до фізіологічної потреби в цій амінокислоті. Глибокі порушення обміну тирозину відзначені у хворих на коронарний атеросклероз, старечу катаракту, цукровий діабет, пневмонію, лейкоз, бешихове запалення, геморагічну лихоманку.
Визначення вільного тирозину в крові є важливим додатковим методом оцінки тяжкості метаболічних зрушень у хворих на тиреотоксикоз. Тиреотоксикоз супроводжується гіпертирозинемією у 86% хворих. Печінка - головний орган синтезу та окислення цієї амінокислоти. Тяжкі порушення обміну тирозину спостерігаються при експериментальних ураженнях, захворюваннях печінки.
Виявили значне підвищення концентрації тирозину у сироватці крові, збільшення екскреції цієї амінокислоти та її недоокислених метаболітів із сечею у хворих на вірусний гепатит. У великих кількостях накопичується тирозин та йогометаболіти у хворих на прекоматозному стані. Порушення обміну тирозину при цьому захворюванні обумовлено низкою факторів — насамперед ураженням паренхіми і внаслідок цього зниженням активності специфічних ферментів, що каталізують окиснення амінокислоти, дефіцитом аскорбінової кислоти та порушенням функціонального стану кіркової речовини надниркових залоз — регулюючої ланки у синтезі ферментів. Дають високу оцінку визначення вільного тирозину в крові як тесту, що характеризує функціональний стан печінки у хворих на хімічні опіки стравоходу.
В експерименті на кроликах із синдромом тривалого роздавлювання виявлено порушення екскреції окси-фенілпіровіноградної та гомогентизинової кислоти.
Як зазначалося, тирозин є вихідним субстратом у синтезі катехоламінів. У ланцюзі біосинтезу цих біологічно активних речовин стадія перетворення тирозину в ДОФА найбільш важлива, оскільки вона лімітує та регулює швидкість утворення в організмі катехоламінів. Вищі концентрації тирозину викликають збільшення синтезу катехоламінів у тварин, підданих дії різних стресорних подразників. А введення тирозину в дозі 100 мг/кг зумовлює наростання вмісту адреналіну в надниркових залозах, серці, гіпоталамусі експериментальних тварин. Синтез та обмін катехоламінів підвищуються під впливом тирозину (100 мг/кг) та ДОФА (15 мг/кг) у тварин інтактних та тих, яким проводилося електричне подразнення сідничного нерва. У хворих на виразкову хворобу відмічено зменшення екскреції катехоламінів та їх попередників із сечею. У білих щурів з експериментальними виразками шлунка введення тирозину (300 мг/кг) або ДОФА (150 мг/кг) сприяє швидшому відновленню рівня норадреналіну в стінці шлунка таприскорює загоєння в ній виразок. Лікувальний ефект тирозину та ДОФА при виразках слизової оболонки шлунка обумовлений відновленням запасів норадреналіну, що стимулює біосинтез білка та клітинний поділ.
Широке застосування в клініці знаходить синтетичний лівообертальний ізомер діоксифенілаланіну (L-ДОПА). Застосування при паркінсонізмі сприяє зменшенню гіпокінезії, ригідності, тремору та інших симптомів захворювання. Цей препарат використовується як додатковий лікувальний засіб при хірургічному лікуванні паркінсонізму. Особливо ефективне застосування L-ДОПА при брадикінетичній та ригідній формі захворювання. При тривалому (6-12 міс) призначенні L-ДОПА не спостерігається прогресування захворювання, а лікувальний ефект перевищує такий при використанні інших препаратів. Особливо ефективне застосування L-ДОПА особам похилого віку, хворим на паркінсонізм. Наголошуючи на вираженій терапевтичній дії L-ДОПА при паркінсонізмі, вказують, що поряд з клінічним поліпшенням у хворих нормалізуються біохімічні показники.
Виражену гіпотензивну дію має метильована похідна 3,4-діоксифенілаланіну-а-метилдофа (Methyldopa - альдомет, допегіт). Він є ефективним засобом лікування хворих на гіпертонічну хворобу, при прийомі його спостерігається мало побічних явищ. В організмі метилдофа перетворюється на а-метилдофамін і потім на а-метилнорадреналін. Взаємодія а-метилнорадреналіну з адренергічними рецепторами менш активна, ніж норадреналіну.
Таким чином, у механізмі гіпотензивної дії метилдофу лежить його здатність перетворюватися на так званий хибний медіатор, дія якого призводить до послаблення адренергічних процесів.