الأحماض الأمينية هي مركبات عضوية مذبذبة. أنها تحتوي على مجموعتين وظيفيتين ذات طبيعة متضادة في الجزيء: مجموعة أمينية ذات خصائص أساسية ومجموعة كربوكسيل ذات خصائص حمضية. تتفاعل الأحماض الأمينية مع كل من الأحماض والقواعد:
ح 2 ن -CH 2 -COOH + حمض الهيدروكلوريك → Cl [H 3 N-CH 2 -COOH]،
H 2 N -CH 2 -COOH + NaOH → H 2 N-CH 2 -COONa + H 2 O.
عندما تذوب الأحماض الأمينية في الماء، تقوم مجموعة الكربوكسيل بإزالة أيون الهيدروجين، الذي يمكن أن يرتبط بالمجموعة الأمينية. في هذه الحالة يتكون ملح داخلي يكون جزيئه أيون ثنائي القطب:
H 2 N-CH 2 -COOH + H 3 N -CH 2 -COO - .
يمكن تمثيل التحولات الحمضية القاعدية للأحماض الأمينية في بيئات مختلفة من خلال المخطط العام التالي:
المحاليل المائية للأحماض الأمينية لها بيئة محايدة أو قلوية أو حمضية حسب عدد المجموعات الوظيفية. وبالتالي، يشكل حمض الجلوتاميك محلولًا حمضيًا (مجموعتان -COOH، واحدة -NH 2)، ويشكل اللايسين محلولًا قلويًا (مجموعة -COOH واحدة، واثنتان -NH 2).
مثل الأمينات الأولية، تتفاعل الأحماض الأمينية مع حمض النيتروز، حيث تتحول المجموعة الأمينية إلى مجموعة هيدروكسيو والحمض الأميني إلى حمض هيدروكسي:
ح 2 N-CH(R)-COOH + HNO 2 → HO-CH(R)-COOH + N 2 + H 2 O
يتيح لنا قياس حجم النيتروجين المنطلق تحديد كمية الحمض الأميني ( طريقة فان سليك).
يمكن أن تتفاعل الأحماض الأمينية مع الكحوليات في وجود غاز كلوريد الهيدروجين، وتتحول إلى إستر (بتعبير أدق، ملح هيدروكلوريد الإستر):
H 2 N-CH(R)-COOH + R’OH H 2 N-CH(R)-COOR’ + H 2 O.
استرات الأحماض الأمينية ليس لها بنية ثنائية القطب وهي مركبات متطايرة.
الخاصية الأكثر أهمية للأحماض الأمينية هي قدرتها على التكاثف لتكوين الببتيدات.
ردود الفعل النوعية.
1) تتأكسد جميع الأحماض الأمينية بواسطة النينهيدرين
مع تشكيل المنتجات الملونة باللون الأزرق البنفسجي. ويعطي برولين حامض الإمينو اللون الأصفر مع النينهيدرين. يمكن استخدام هذا التفاعل لتحديد كمية الأحماض الأمينية عن طريق القياس الطيفي.
2) عندما يتم تسخين الأحماض الأمينية العطرية مع حمض النيتريك المركز، تحدث نترتة حلقة البنزين وتتكون مركبات صفراء اللون. ويسمى رد الفعل هذا زانثوبروتين(من اليونانية زانثوس - أصفر).
الأحماض الأمينية هي الوحدات الكيميائية الهيكلية أو "لبنات البناء" التي تشكل البروتينات. تتكون الأحماض الأمينية من 16% نيتروجين، وهذا هو اختلافها الكيميائي الرئيسي عن العنصرين الغذائيين الأساسيين الآخرين - الكربوهيدرات والدهون. تتحدد أهمية الأحماض الأمينية للجسم من خلال الدور الهائل الذي تلعبه البروتينات في جميع عمليات الحياة.
يتكون كل كائن حي، من أكبر الحيوانات إلى الميكروبات الصغيرة، من البروتينات. تشارك أشكال مختلفة من البروتينات في جميع العمليات التي تحدث في الكائنات الحية. في جسم الإنسان، تتكون العضلات والأربطة والأوتار وجميع الأعضاء والغدد والشعر والأظافر من البروتينات. توجد البروتينات في السوائل والعظام. الإنزيمات والهرمونات التي تحفز وتنظم جميع العمليات في الجسم هي أيضًا بروتينات. ونقص هذه العناصر الغذائية في الجسم يمكن أن يؤدي إلى خلل في توازن الماء، مما يسبب التورم.
كل بروتين في الجسم فريد من نوعه ويوجد لأغراض محددة. البروتينات غير قابلة للتبديل. يتم تصنيعها في الجسم من الأحماض الأمينية، التي تتشكل نتيجة تحلل البروتينات الموجودة في الأطعمة. وبالتالي، فإن الأحماض الأمينية، وليس البروتينات نفسها، هي العناصر الغذائية الأكثر قيمة. بالإضافة إلى أن الأحماض الأمينية تشكل البروتينات التي تتكون منها أنسجة وأعضاء جسم الإنسان، فإن بعضها يعمل كناقلات عصبية (neurotransmitters) أو يكون بمثابة سلائف لها.
الناقلات العصبية هي مواد كيميائية تنقل النبضات العصبية من خلية عصبية إلى أخرى. وبالتالي، فإن بعض الأحماض الأمينية ضرورية لوظيفة الدماغ الطبيعية. تضمن الأحماض الأمينية أن الفيتامينات والمعادن تؤدي وظائفها بشكل مناسب. توفر بعض الأحماض الأمينية الطاقة مباشرة للأنسجة العضلية.
في جسم الإنسان، يتم تصنيع العديد من الأحماض الأمينية في الكبد. إلا أن بعضها لا يمكن تصنيعه في الجسم، لذا يجب على الإنسان أن يحصل عليه من الغذاء. تشمل هذه الأحماض الأمينية الأساسية الهيستيدين، والإيسولوسين، والليوسين، والليسين، والميثيونين، والفينيل ألانين، والثريونين، والتربتوفان، والفالين. الأحماض الأمينية التي يتم تصنيعها في الكبد: ألانين، أرجينين، أسباراجين، حمض الأسبارتيك، سيترولين، السيستين، حمض جاما أمينوبوتيريك، الجلوتامين وحمض الجلوتاميك، جلايسين، أورنيثين، برولين، سيرين، توراين، تيروزين.
تحدث عملية تخليق البروتين باستمرار في الجسم. في حالة فقدان حمض أميني أساسي واحد على الأقل، يتوقف تكوين البروتين. وهذا يمكن أن يؤدي إلى مجموعة متنوعة من المشاكل الخطيرة، من سوء الهضم إلى الاكتئاب وبطء النمو.
كيف تنشأ هذه الحالة؟ أسهل مما تتخيل. تؤدي العديد من العوامل إلى ذلك، حتى لو كان نظامك الغذائي متوازنًا وتستهلك كمية كافية من البروتين. يمكن أن يؤدي سوء الامتصاص في الجهاز الهضمي، والعدوى، والإصابة، والإجهاد، وبعض الأدوية، وعملية الشيخوخة، واختلال توازن العناصر الغذائية الأخرى في الجسم إلى نقص الأحماض الأمينية الأساسية.
ضع في اعتبارك أن كل ما سبق لا يعني أن تناول الكثير من البروتين سيحل أي مشكلة. في الواقع، فإنه لا يفضي إلى الحفاظ على الصحة.
يخلق البروتين الزائد ضغطًا إضافيًا على الكلى والكبد، اللذين يحتاجان إلى معالجة منتجات استقلاب البروتين، وأهمها الأمونيا. وهو شديد السمية للجسم، لذلك يقوم الكبد بمعالجته على الفور وتحويله إلى اليوريا، والتي تنتقل بعد ذلك عبر مجرى الدم إلى الكلى، حيث يتم ترشيحها وإفرازها.
وطالما أن كمية البروتين ليست عالية جدًا والكبد يعمل بشكل جيد، يتم تحييد الأمونيا على الفور ولا تسبب أي ضرر. ولكن إذا كان هناك الكثير منه ولم يتمكن الكبد من التعامل مع تحييده (نتيجة لسوء التغذية، واضطرابات الجهاز الهضمي و/أو أمراض الكبد)، يتم إنشاء مستويات سامة من الأمونيا في الدم. في هذه الحالة، يمكن أن تنشأ الكثير من المشاكل الصحية الخطيرة، بما في ذلك اعتلال الدماغ الكبدي والغيبوبة.
يؤدي التركيز العالي جدًا من اليوريا أيضًا إلى تلف الكلى وآلام الظهر. لذلك، ليست الكمية هي المهمة، بل جودة البروتينات المستهلكة في الطعام. من الممكن حاليًا الحصول على الأحماض الأمينية الأساسية وغير الأساسية على شكل مكملات غذائية نشطة بيولوجيًا.
هذا مهم بشكل خاص للأمراض المختلفة وعند استخدام الوجبات الغذائية المخفضة. يحتاج النباتيون إلى مكملات تحتوي على الأحماض الأمينية الأساسية لضمان حصول الجسم على كل ما يحتاجه لتخليق البروتين الطبيعي.
هناك أنواع مختلفة من مكملات الأحماض الأمينية المتاحة. الأحماض الأمينية هي جزء من بعض الفيتامينات المتعددة ومخاليط البروتين. هناك تركيبات متاحة تجاريًا تحتوي على مجمعات من الأحماض الأمينية أو تحتوي على واحد أو اثنين من الأحماض الأمينية. أنها تأتي في أشكال مختلفة: كبسولات وأقراص وسوائل ومساحيق.
توجد معظم الأحماض الأمينية في شكلين، والتركيب الكيميائي لأحدهما هو صورة مرآة للآخر. وتسمى هذه الأشكال D- وL، على سبيل المثال D-cystine وL-cystine.
يشير D إلى dextra (يمينًا باللاتينية) ويرمز L إلى levo (يسارًا). تشير هذه المصطلحات إلى اتجاه دوران الحلزون، وهو التركيب الكيميائي لجزيء معين. يتم إنشاء البروتينات في الكائنات الحيوانية والنباتية بشكل رئيسي بواسطة أشكال L من الأحماض الأمينية (باستثناء الفينيل ألانين، الذي يمثله أشكال D، L).
تعتبر المكملات الغذائية التي تحتوي على الأحماض الأمينية L أكثر ملاءمة للعمليات الكيميائية الحيوية لجسم الإنسان.
الأحماض الأمينية الحرة أو غير المرتبطة هي أنقى أشكالها. لذلك، عند اختيار مكملات الأحماض الأمينية، يجب إعطاء الأفضلية للمنتجات التي تحتوي على الأحماض الأمينية L-crystalline التي تم توحيدها بواسطة دستور الأدوية الأمريكي (USP). أنها لا تتطلب الهضم ويتم امتصاصها مباشرة في مجرى الدم. بعد تناوله عن طريق الفم، يتم امتصاصه بسرعة كبيرة، وكقاعدة عامة، لا يسبب الحساسية.
تؤخذ الأحماض الأمينية الفردية على معدة فارغة، ويفضل أن يكون ذلك في الصباح أو بين الوجبات مع كمية صغيرة من الفيتامينات B6 وC. إذا كنت تتناول مجموعة من الأحماض الأمينية التي تشمل جميع الأحماض الأمينية الأساسية، فمن الأفضل أن تفعل ذلك. دقائق بعد أو 30 دقيقة قبل وجبات الطعام. من الأفضل تناول كل من الأحماض الأمينية الأساسية الفردية ومجموعة الأحماض الأمينية، ولكن في أوقات مختلفة. لا ينبغي أن تؤخذ الأحماض الأمينية وحدها لفترات طويلة من الزمن، وخاصة في الجرعات العالية. يوصى بتناوله لمدة شهرين مع استراحة لمدة شهرين.
ألانين
يساعد ألانين على تطبيع استقلاب الجلوكوز. تم العثور على علاقة بين زيادة الألانين والإصابة بفيروس إبشتاين بار، وكذلك متلازمة التعب المزمن. أحد أشكال ألانين، بيتا ألانين هو أحد مكونات حمض البانتوثينيك والإنزيم المساعد A، وهو أحد أهم المحفزات في الجسم.
أرجينين
يبطئ الأرجينين نمو الأورام، بما في ذلك السرطان، عن طريق تحفيز جهاز المناعة في الجسم. يزيد من نشاط وحجم الغدة الصعترية التي تنتج الخلايا الليمفاوية التائية. وفي هذا الصدد فإن الأرجينين مفيد للأشخاص الذين يعانون من الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية والأورام الخبيثة.
كما أنه يستخدم لأمراض الكبد (تليف الكبد والانحلال الدهني)، فهو يعزز عمليات إزالة السموم في الكبد (في المقام الأول تحييد الأمونيا). يحتوي السائل المنوي على الأرجينين، لذلك يستخدم أحيانًا في العلاج المعقد للعقم عند الرجال. تحتوي الأنسجة الضامة والجلد أيضًا على كميات كبيرة من الأرجينين، لذا فإن تناوله فعال في علاج الإصابات المختلفة. الأرجينين هو عنصر مهم في عملية التمثيل الغذائي في الأنسجة العضلية. يساعد في الحفاظ على التوازن الأمثل للنيتروجين في الجسم، حيث يشارك في نقل وتحييد النيتروجين الزائد في الجسم.
يساعد الأرجينين في إنقاص الوزن لأنه يسبب انخفاضًا طفيفًا في مخازن الدهون في الجسم.
الأرجينين جزء من العديد من الإنزيمات والهرمونات. له تأثير محفز على إنتاج الأنسولين من البنكرياس كمكون من فازوبريسين (هرمون الغدة النخامية) ويساعد في تخليق هرمون النمو. على الرغم من أن الأرجينين يتم تصنيعه في الجسم، إلا أن إنتاجه قد ينخفض عند الأطفال حديثي الولادة. تشمل مصادر الأرجينين الشوكولاتة وجوز الهند ومنتجات الألبان والجيلاتين واللحوم والشوفان والفول السوداني وفول الصويا والجوز والدقيق الأبيض والقمح وجنين القمح.
يجب على الأشخاص المصابين بالعدوى الفيروسية، بما في ذلك الهربس البسيط، عدم تناول مكملات الأرجينين ويجب عليهم تجنب تناول الأطعمة الغنية بالأرجينين. يجب على الأمهات الحوامل والمرضعات عدم تناول مكملات الأرجينين. يوصى بتناول جرعات صغيرة من الأرجينين لأمراض المفاصل والأنسجة الضامة وضعف تحمل الجلوكوز وأمراض الكبد والإصابات. لا ينصح بالاستخدام على المدى الطويل.
الهليون
الأسباراجين ضروري للحفاظ على التوازن في العمليات التي تحدث في الجهاز العصبي المركزي: فهو يمنع الإثارة المفرطة والتثبيط المفرط. يشارك في عمليات تخليق الأحماض الأمينية في الكبد.
وبما أن هذا الحمض الأميني يزيد من الحيوية، يتم استخدام المكملات الغذائية المبنية عليه للتعب. كما أنه يلعب دورًا مهمًا في عمليات التمثيل الغذائي. غالبا ما يوصف حمض الأسبارتيك لأمراض الجهاز العصبي. وهو مفيد للرياضيين، كما أنه مفيد لاختلال وظائف الكبد. بالإضافة إلى ذلك، فهو يحفز جهاز المناعة عن طريق زيادة إنتاج الغلوبولين المناعي والأجسام المضادة.
يوجد حمض الأسبارتيك بكميات كبيرة في البروتينات النباتية التي يتم الحصول عليها من البذور المنبتة وفي منتجات اللحوم.
كارنيتين
بالمعنى الدقيق للكلمة، الكارنيتين ليس حمضًا أمينيًا، لكن تركيبه الكيميائي مشابه لتركيب الأحماض الأمينية وبالتالي يتم اعتبارهما معًا عادةً. لا يشارك الكارنيتين في تخليق البروتين وليس ناقلًا عصبيًا. وظيفتها الرئيسية في الجسم هي نقل الأحماض الدهنية طويلة السلسلة، والتي تؤدي أكسدتها إلى إطلاق الطاقة. هذا هو أحد المصادر الرئيسية للطاقة للأنسجة العضلية. وبالتالي، يزيد الكارنيتين من تحويل الدهون إلى طاقة ويمنع ترسب الدهون في الجسم، خاصة في القلب والكبد والعضلات الهيكلية.
يقلل الكارنيتين من احتمالية الإصابة بمضاعفات مرض السكري المرتبطة باضطرابات استقلاب الدهون، ويبطئ تنكس الكبد الدهني في إدمان الكحول المزمن وخطر الإصابة بأمراض القلب. له القدرة على خفض مستويات الدهون الثلاثية في الدم، ويعزز فقدان الوزن ويزيد من قوة العضلات لدى المرضى الذين يعانون من أمراض عصبية عضلية ويعزز التأثير المضاد للأكسدة للفيتامينات C وE.
يُعتقد أن بعض أنواع الحثل العضلي مرتبطة بنقص الكارنيتين. مع مثل هذه الأمراض، يجب أن يحصل الناس على هذه المادة أكثر مما هو مطلوب وفقا للمعايير.
يمكن تصنيعه في الجسم بوجود الحديد والثيامين والبيريدوكسين والأحماض الأمينية ليسين وميثيونين. يحدث تصنيع الكارنيتين في وجود كميات كافية من فيتامين C. الكميات غير الكافية من أي من هذه العناصر الغذائية في الجسم تؤدي إلى نقص الكارنيتين. يدخل الكارنيتين الجسم مع الطعام، وخاصة اللحوم وغيرها من المنتجات الحيوانية.
ترتبط معظم حالات نقص الكارنيتين بخلل محدد وراثيًا في عملية تركيبه. تشمل المظاهر المحتملة لنقص الكارنيتين ضعف الوعي وألم القلب وضعف العضلات والسمنة.
يحتاج الرجال، بسبب كتلة عضلاتهم الأكبر، إلى كمية أكبر من الكارنيتين مقارنة بالنساء. من المرجح أن يعاني النباتيون من نقص هذه المغذيات أكثر من غير النباتيين بسبب عدم وجود الكارنيتين في البروتينات النباتية.
علاوة على ذلك، فإن الميثيونين والليسين (الأحماض الأمينية اللازمة لتخليق الكارنيتين) لا يتم العثور عليهما أيضًا بكميات كافية في الأطعمة النباتية.
للحصول على الكمية المطلوبة من الكارنيتين، يجب على النباتيين تناول المكملات الغذائية أو تناول الأطعمة المدعمة بالليسين مثل رقائق الذرة.
يتم تقديم الكارنيتين في المكملات الغذائية بأشكال مختلفة: على شكل D، L-carnitine، D-carnitine، L-carnitine، acetyl-L-carnitine.
من الأفضل تناول L-carnitine.
سيترولين
يوجد السيترولين بشكل رئيسي في الكبد. فهو يزيد من إمدادات الطاقة، ويحفز جهاز المناعة، ويتم تحويله إلى إل-أرجينين أثناء عملية التمثيل الغذائي. فهو يحيد الأمونيا التي تدمر خلايا الكبد
السيستين والسيستين
يرتبط هذان الحمضان الأمينيان ارتباطًا وثيقًا، حيث يتكون كل جزيء سيستين من جزيئين سيستين متصلين ببعضهما البعض. السيستين غير مستقر للغاية ويتحول بسهولة إلى L-cystine، وبالتالي يمكن أن يتحول أحد الأحماض الأمينية بسهولة إلى آخر عند الحاجة.
يحتوي كلا الأحماض الأمينية على الكبريت ويلعبان دورًا مهمًا في تكوين أنسجة الجلد كما أنهما مهمان لعمليات إزالة السموم. السيستين هو جزء من ألفا كيراتين - البروتين الرئيسي للأظافر والجلد والشعر. يعزز تكوين الكولاجين ويحسن مرونة الجلد وملمسه. كما يوجد السيستين في بروتينات أخرى في الجسم، بما في ذلك بعض الإنزيمات الهاضمة.
يساعد السيستين على تحييد بعض المواد السامة ويحمي الجسم من التأثيرات الضارة للإشعاع. وهو أحد أقوى مضادات الأكسدة، ويتعزز تأثيره المضاد للأكسدة عند تناوله بالتزامن مع فيتامين C والسيلينيوم.
السيستين هو مقدمة للجلوتاثيون، وهي مادة لها تأثير وقائي على خلايا الكبد والدماغ من التلف الناتج عن الكحول وبعض الأدوية والمواد السامة الموجودة في دخان السجائر. يذوب السيستين بشكل أفضل من السيستين ويستخدم بسرعة في الجسم، لذلك يستخدم غالبًا في العلاج المعقد لمختلف الأمراض. يتكون هذا الحمض الأميني في الجسم من الميثيونين مع وجود فيتامين ب6.
تناول كمية إضافية من السيستين ضروري لالتهاب المفاصل الروماتويدي وأمراض الشرايين والسرطان. إنه يسرع عملية الشفاء بعد العمليات، ويحرق، ويربط المعادن الثقيلة والحديد القابل للذوبان. يعمل هذا الحمض الأميني أيضًا على تسريع حرق الدهون وتكوين الأنسجة العضلية.
يتمتع L-cysteine بالقدرة على تدمير المخاط في الجهاز التنفسي، ولهذا السبب غالبًا ما يستخدم لعلاج التهاب الشعب الهوائية وانتفاخ الرئة. يسرع عمليات الشفاء في أمراض الجهاز التنفسي ويلعب دورا هاما في تنشيط الكريات البيض والخلايا الليمفاوية.
وبما أن هذه المادة تزيد من كمية الجلوتاثيون في الرئتين والكلى والكبد ونخاع العظم الأحمر، فإنها تبطئ عملية الشيخوخة، على سبيل المثال، تقليل عدد البقع العمرية. يعتبر N-acetylcysteine أكثر فعالية في زيادة مستويات الجلوتاثيون في الجسم من السيستين أو حتى الجلوتاثيون نفسه.
يجب على مرضى السكري توخي الحذر عند تناول مكملات السيستين، حيث أن لديها القدرة على تعطيل نشاط الأنسولين. إذا كنت تعاني من بيلة السيستين، وهي حالة وراثية نادرة تؤدي إلى تكوين حصوات السيستين، فيجب ألا تتناول السيستين.
ثنائي ميثيل جلايسين
ثنائي ميثيل جليسين هو مشتق من الجليسين، أبسط الأحماض الأمينية. وهو مكون للعديد من المواد المهمة، مثل الأحماض الأمينية الميثيونين والكولين وبعض الهرمونات والناقلات العصبية والحمض النووي.
يوجد ثنائي ميثيل جليسين بكميات صغيرة في منتجات اللحوم والبذور والحبوب. على الرغم من عدم وجود أعراض مرتبطة بنقص ثنائي ميثيل جليسين، فإن تناول مكملات ثنائي ميثيل جليسين له عدد من الفوائد، بما في ذلك تحسين الطاقة والأداء العقلي.
يحفز ثنائي ميثيل جليسين أيضًا جهاز المناعة، ويقلل من نسبة الكوليسترول والدهون الثلاثية في الدم، ويساعد على تطبيع ضغط الدم ومستويات الجلوكوز، ويساعد أيضًا على تطبيع وظائف العديد من الأعضاء. كما أنه يستخدم لنوبات الصرع.
حمض جاما أمينوبوتيريك
يعمل حمض جاما أمينوبوتيريك (GABA) كناقل عصبي في الجهاز العصبي المركزي في الجسم وهو ضروري لعملية التمثيل الغذائي في الدماغ. يتكون من حمض أميني آخر - الجلوتامين. فهو يقلل من نشاط الخلايا العصبية ويمنع الإفراط في إثارة الخلايا العصبية.
يخفف حمض جاما أمينوبوتيريك من القلق وله تأثير مهدئ، ويمكن أيضًا تناوله كمهدئات، ولكن دون التعرض لخطر الإدمان. يستخدم هذا الحمض الأميني في العلاج المعقد للصرع وارتفاع ضغط الدم الشرياني. نظرًا لأن له تأثيرًا مهدئًا، فإنه يستخدم في علاج العجز الجنسي. بالإضافة إلى ذلك، يوصف غابا لعلاج اضطراب نقص الانتباه. ومع ذلك، فإن زيادة حمض غاما أمينوبوتيريك يمكن أن تزيد من القلق، مما يسبب ضيق في التنفس وارتعاش الأطراف.
حمض الجلوتاميك
حمض الجلوتاميك هو ناقل عصبي ينقل النبضات في الجهاز العصبي المركزي. يلعب هذا الحمض الأميني دورًا مهمًا في استقلاب الكربوهيدرات ويعزز تغلغل الكالسيوم عبر حاجز الدم في الدماغ.
يمكن لخلايا الدماغ استخدام هذا الحمض الأميني كمصدر للطاقة. كما أنه يحيد الأمونيا عن طريق إزالة ذرات النيتروجين أثناء تكوين حمض أميني آخر - الجلوتامين. هذه العملية هي الطريقة الوحيدة لتحييد الأمونيا في الدماغ.
يستخدم حمض الجلوتاميك في تصحيح الاضطرابات السلوكية لدى الأطفال، وكذلك في علاج الصرع، وضمور العضلات، والقرحة، وحالات نقص السكر في الدم، ومضاعفات العلاج بالأنسولين لمرض السكري واضطرابات النمو العقلي.
الجلوتامين
الجلوتامين هو الحمض الأميني الأكثر شيوعًا الموجود بشكل حر في العضلات. يخترق بسهولة حاجز الدم في الدماغ ويمر في خلايا الدماغ إلى حمض الجلوتاميك والعكس، بالإضافة إلى أنه يزيد من كمية حمض جاما أمينوبوتيريك، وهو أمر ضروري للحفاظ على وظائف المخ الطبيعية.
يحافظ هذا الحمض الأميني أيضًا على التوازن الحمضي القاعدي الطبيعي في الجسم والجهاز الهضمي الصحي، وهو ضروري لتخليق DNA وRNA.
الجلوتامين مشارك نشط في استقلاب النيتروجين. يحتوي جزيئه على ذرتين نيتروجين ويتكون من حمض الجلوتاميك بإضافة ذرة نيتروجين واحدة. وبالتالي، يساعد تخليق الجلوتامين على إزالة الأمونيا الزائدة من الأنسجة، وبشكل أساسي من الدماغ، ونقل النيتروجين داخل الجسم.
يوجد الجلوتامين بكميات كبيرة في العضلات ويستخدم لتخليق البروتينات في خلايا العضلات والهيكل العظمي. لذلك، يتم استخدام المكملات الغذائية مع الجلوتامين من قبل لاعبي كمال الأجسام وفي الأنظمة الغذائية المختلفة، وكذلك لمنع فقدان العضلات في أمراض مثل الأورام الخبيثة والإيدز، بعد العمليات وأثناء الراحة في الفراش على المدى الطويل.
بالإضافة إلى ذلك، يستخدم الجلوتامين أيضًا في علاج التهاب المفاصل وأمراض المناعة الذاتية والتليف وأمراض الجهاز الهضمي والقرحة الهضمية وأمراض النسيج الضام.
يعمل هذا الحمض الأميني على تحسين نشاط الدماغ ولذلك يستخدم لعلاج الصرع ومتلازمة التعب المزمن والعجز الجنسي والفصام وخرف الشيخوخة. يقلل L-glutamine من الرغبة المرضية في تناول الكحول، لذلك يتم استخدامه في علاج إدمان الكحول المزمن.
يوجد الجلوتامين في العديد من الأطعمة ذات الأصل النباتي والحيواني، ولكن يتم تدميره بسهولة عن طريق التسخين. يعتبر السبانخ والبقدونس مصادر جيدة للجلوتامين، طالما يتم استهلاكهما نيئين.
يجب تخزين المكملات الغذائية التي تحتوي على الجلوتامين فقط في مكان جاف، وإلا سيتحول الجلوتامين إلى أمونيا وحمض البيروجلوتاميك. لا تتناول الجلوتامين إذا كنت تعاني من تليف الكبد أو أمراض الكلى أو متلازمة راي.
الجلوتاثيون
الجلوتاثيون، مثل الكارنيتين، ليس حمضًا أمينيًا. وفقًا لتركيبه الكيميائي، فهو عبارة عن ثلاثي الببتيد يتم الحصول عليه في الجسم من السيستين وحمض الجلوتاميك والجليسين.
الجلوتاثيون هو أحد مضادات الأكسدة. يوجد معظم الجلوتاثيون في الكبد (يتم إطلاق بعض منه مباشرة في مجرى الدم)، وكذلك في الرئتين والجهاز الهضمي.
وهو ضروري لاستقلاب الكربوهيدرات، كما أنه يبطئ الشيخوخة بسبب تأثيره على استقلاب الدهون ويمنع حدوث تصلب الشرايين. يؤثر نقص الجلوتاثيون في المقام الأول على الجهاز العصبي، مما يسبب مشاكل في التنسيق والعمليات العقلية والرعشة.
تقل كمية الجلوتاثيون في الجسم مع تقدم العمر. وفي هذا الصدد، يجب أن يحصل عليه كبار السن بالإضافة إلى ذلك. ومع ذلك، يفضل استخدام المكملات الغذائية التي تحتوي على السيستين وحمض الجلوتاميك والجليسين - أي المواد التي تصنع الجلوتاثيون. يعتبر تناول N-acetylcysteine هو الأكثر فعالية.
جليكاين
يبطئ الجلايسين تدهور الأنسجة العضلية، فهو مصدر للكرياتين، وهي مادة موجودة في الأنسجة العضلية وتستخدم في تركيب الحمض النووي والحمض النووي الريبي (RNA). الجلايسين ضروري لتخليق الأحماض النووية والأحماض الصفراوية والأحماض الأمينية غير الأساسية في الجسم.
يدخل في العديد من الأدوية المضادة للحموضة المستخدمة لأمراض المعدة، ويفيد في ترميم الأنسجة التالفة، حيث يوجد بكميات كبيرة في الجلد والأنسجة الضامة.
هذا الحمض الأميني ضروري للعمل الطبيعي للجهاز العصبي المركزي والحفاظ على صحة البروستاتا الجيدة. وهو يعمل كناقل عصبي مثبط، وبالتالي يمكن أن يمنع نوبات الصرع.
يستخدم الجليسين في علاج الذهان الهوسي الاكتئابي، ويمكن أن يكون فعالًا أيضًا في علاج فرط النشاط. تؤدي زيادة الجلايسين في الجسم إلى الشعور بالتعب، ولكن كمية كافية منه تمد الجسم بالطاقة. إذا لزم الأمر، يمكن تحويل الجلايسين إلى سيرين في الجسم.
الهستيدين
الهستيدين هو حمض أميني أساسي يعزز نمو الأنسجة وإصلاحها، وهو جزء من أغلفة المايلين التي تحمي الخلايا العصبية، وهو ضروري أيضًا لتكوين خلايا الدم الحمراء والبيضاء. يحمي الهستيدين الجسم من التأثيرات الضارة للإشعاع، ويعزز إزالة المعادن الثقيلة من الجسم ويساعد في علاج مرض الإيدز.
يمكن أن يؤدي ارتفاع نسبة الهيستيدين إلى التوتر وحتى الاضطرابات العقلية (الإثارة والذهان).
تؤدي المستويات غير الكافية من الهيستيدين في الجسم إلى تفاقم حالة التهاب المفاصل الروماتويدي والصمم المرتبط بتلف العصب السمعي. يساعد الميثيونين على خفض مستوى الهستيدين في الجسم.
يتم تصنيع الهستامين، وهو عنصر مهم جدًا في العديد من التفاعلات المناعية، من الهيستيدين. كما أنه يعزز الإثارة الجنسية. في هذا الصدد، فإن الاستخدام المتزامن للمكملات الغذائية التي تحتوي على الهستيدين والنياسين والبيريدوكسين (الضروري لتخليق الهستامين) قد يكون فعالاً في الاضطرابات الجنسية.
بما أن الهستامين يحفز إفراز عصير المعدة، فإن استخدام الهيستيدين يساعد في علاج اضطرابات الجهاز الهضمي المرتبطة بانخفاض حموضة عصير المعدة.
يجب على الأشخاص الذين يعانون من الاكتئاب الهوسي عدم تناول الهستيدين إلا إذا تم إثبات نقص هذا الحمض الأميني بشكل واضح. تم العثور على الهستيدين في الأرز والقمح والجاودار.
آيزوليوسين
Isoleucine هو أحد الأحماض الأمينية BCAA والأحماض الأمينية الأساسية اللازمة لتخليق الهيموجلوبين. كما أنه يعمل على استقرار وتنظيم مستويات السكر في الدم وعمليات إمداد الطاقة التي تحدث في الأنسجة العضلية.
الاستخدام المشترك مع الأيسولوسين والفالين (BCAA) يزيد من القدرة على التحمل ويعزز تعافي الأنسجة العضلية، وهو أمر مهم بشكل خاص للرياضيين.
Isoleucine ضروري للعديد من الأمراض العقلية. يؤدي نقص هذا الحمض الأميني إلى أعراض مشابهة لنقص السكر في الدم.
تشمل المصادر الغذائية للإيسولوسين اللوز والكاجو والدجاج والحمص والبيض والأسماك والعدس والكبد واللحوم والجاودار ومعظم البذور وبروتينات الصويا.
هناك مكملات غذائية نشطة بيولوجيا تحتوي على الأيسولوسين. في هذه الحالة، من الضروري الحفاظ على التوازن الصحيح بين الأيسولوسين واثنين من الأحماض الأمينية المتفرعة BCAA - الليوسين والفالين.
لوسين
الليوسين هو حمض أميني أساسي، مع الأيسولوسين والفالين، أحد الأحماض الأمينية المتفرعة الثلاثة BCAA. تعمل معًا على حماية الأنسجة العضلية وهي مصادر للطاقة، كما أنها تعزز ترميم العظام والجلد والعضلات، لذلك يوصى باستخدامها غالبًا خلال فترة التعافي بعد الإصابات والعمليات.
كما يخفض الليوسين مستويات السكر في الدم قليلاً ويحفز إطلاق هرمون النمو. تشمل المصادر الغذائية لليوسين الأرز البني والفاصوليا واللحوم والمكسرات ودقيق الصويا ودقيق القمح.
يتم استخدام المكملات الغذائية التي تحتوي على الليوسين مع فالين وإيسولوسين. وينبغي أن تؤخذ بحذر لتجنب التسبب في نقص السكر في الدم. الليوسين الزائد يمكن أن يزيد من كمية الأمونيا في الجسم.
ليسين
الليسين هو حمض أميني أساسي يشكل جزءًا من أي بروتين تقريبًا. وهو ضروري لتكوين العظام ونموها الطبيعي لدى الأطفال، ويعزز امتصاص الكالسيوم ويحافظ على التمثيل الغذائي الطبيعي للنيتروجين لدى البالغين.
ويشارك هذا الحمض الأميني في تخليق الأجسام المضادة والهرمونات والإنزيمات وتكوين الكولاجين وإصلاح الأنسجة. يستخدم اللايسين خلال فترة التعافي بعد العمليات الجراحية والإصابات الرياضية. كما أنه يخفض مستويات الدهون الثلاثية في الدم.
لليسين تأثير مضاد للفيروسات، وخاصة ضد الفيروسات التي تسبب الهربس والتهابات الجهاز التنفسي الحادة. يوصى بتناول المكملات الغذائية التي تحتوي على اللايسين مع فيتامين C والبيوفلافونويد لعلاج الأمراض الفيروسية.
يمكن أن يؤدي نقص هذا الحمض الأميني الأساسي إلى فقر الدم، ونزيف في مقلة العين، واضطرابات الإنزيمات، والتهيج، والتعب والضعف، وضعف الشهية، وبطء النمو وفقدان الوزن، وكذلك اضطرابات الجهاز التناسلي.
تشمل المصادر الغذائية لليسين الجبن والبيض والأسماك والحليب والبطاطس واللحوم الحمراء وفول الصويا ومنتجات الخميرة.
ميثيونين
الميثيونين هو حمض أميني أساسي يساعد في معالجة الدهون، ويمنع ترسبها في الكبد وعلى جدران الشرايين. يعتمد تركيب التورين والسيستين على كمية الميثيونين في الجسم. يعزز هذا الحمض الأميني عملية الهضم، ويوفر عمليات إزالة السموم (في المقام الأول تحييد المعادن السامة)، ويقلل من ضعف العضلات، ويحمي من التعرض للإشعاع، وهو مفيد لهشاشة العظام والحساسية الكيميائية.
يستخدم هذا الحمض الأميني في العلاج المعقد لالتهاب المفاصل الروماتويدي وتسمم الحمل. يتمتع الميثيونين بتأثير مضاد للأكسدة، فهو مصدر جيد للكبريت، الذي يثبط نشاط الجذور الحرة. يتم استخدامه لمتلازمة جيلبرت واختلال وظائف الكبد. الميثيونين ضروري أيضًا لتخليق الأحماض النووية والكولاجين والعديد من البروتينات الأخرى. إنه مفيد للنساء اللاتي يتلقين وسائل منع الحمل الهرمونية عن طريق الفم. يخفض الميثيونين مستويات الهستامين في الجسم، مما قد يكون مفيدًا في مرض انفصام الشخصية عندما تكون كمية الهستامين مرتفعة.
يتم تحويل الميثيونين في الجسم إلى السيستين، وهو مقدمة للجلوتاثيون. وهذا مهم جدًا في حالة التسمم، عندما تكون هناك حاجة لكميات كبيرة من الجلوتاثيون لتحييد السموم وحماية الكبد.
المصادر الغذائية للميثيونين: البقوليات، البيض، الثوم، العدس، اللحوم، البصل، فول الصويا، البذور والزبادي.
الأورنيثين
يساعد الأورنيثين على إفراز هرمون النمو الذي يساعد على حرق الدهون في الجسم. يتم تعزيز هذا التأثير عند استخدام الأورنيثين مع الأرجينين والكارنيتين. الأورنيثين ضروري أيضًا لجهاز المناعة ووظيفة الكبد، حيث يشارك في عمليات إزالة السموم وتجديد خلايا الكبد.
يتم تصنيع الأورنيثين في الجسم من الأرجينين، ويعمل بدوره كمقدمة للسيترولين والبرولين وحمض الجلوتاميك. توجد تركيزات عالية من الأورنيثين في الجلد والأنسجة الضامة، لذلك يساعد هذا الحمض الأميني على إصلاح الأنسجة التالفة.
لا ينبغي إعطاء المكملات الغذائية التي تحتوي على الأورنيثين للأطفال أو الأمهات الحوامل والمرضعات أو للأشخاص الذين لديهم تاريخ من الإصابة بالفصام.
فينيل ألانين
الفينيل ألانين هو حمض أميني أساسي. في الجسم، يمكن تحويله إلى حمض أميني آخر - التيروزين، والذي بدوره يستخدم في تركيب اثنين من الناقلات العصبية الرئيسية: الدوبامين والنورإبينفرين. ولذلك فإن هذا الحمض الأميني يؤثر على الحالة المزاجية، ويقلل الألم، ويحسن الذاكرة والقدرة على التعلم، ويقمع الشهية. يتم استخدامه في علاج التهاب المفاصل والاكتئاب وآلام الدورة الشهرية والصداع النصفي والسمنة ومرض باركنسون والفصام.
يوجد الفينيل ألانين في ثلاثة أشكال: L- فينيل ألانين (الشكل الطبيعي وهو الذي يشكل جزءًا من معظم البروتينات في جسم الإنسان)، د- فينيل ألانين (شكل مرآة اصطناعي، له تأثير مسكن)، DL- فينيل ألانين (شكل مرآتي اصطناعي له تأثير مسكن) يجمع بين الخصائص المفيدة للشكلين السابقين، ويستخدم عادة لمتلازمة ما قبل الحيض.
لا ينبغي إعطاء المكملات الغذائية التي تحتوي على الفينيل ألانين للنساء الحوامل، أو الأشخاص الذين يعانون من نوبات القلق، أو مرض السكري، أو ارتفاع ضغط الدم، أو بيلة الفينيل كيتون، أو سرطان الجلد المصطبغ.
برولين
يعمل البرولين على تحسين حالة الجلد عن طريق زيادة إنتاج الكولاجين وتقليل فقدانه مع تقدم العمر. يساعد على ترميم الأسطح الغضروفية للمفاصل، ويقوي الأربطة وعضلة القلب. لتعزيز الأنسجة الضامة، من الأفضل استخدام البرولين مع فيتامين C.
يدخل البرولين الجسم بشكل رئيسي من منتجات اللحوم.
سيرين
السيرين ضروري لعملية التمثيل الغذائي الطبيعي للدهون والأحماض الدهنية، ونمو الأنسجة العضلية والحفاظ على الجهاز المناعي الطبيعي.
يتم تصنيع السيرين في الجسم من الجليكاين. كعامل مرطب، يتم تضمينه في العديد من مستحضرات التجميل والمستحضرات الجلدية.
توراين
يوجد التورين بتركيزات عالية في عضلة القلب وخلايا الدم البيضاء والعضلات الهيكلية والجهاز العصبي المركزي. ويشارك في تخليق العديد من الأحماض الأمينية الأخرى، وهو أيضًا جزء من المكون الرئيسي للصفراء، وهو ضروري لهضم الدهون، وامتصاص الفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون وللحفاظ على مستويات الكوليسترول الطبيعية في الدم.
لذلك، توراين مفيد لتصلب الشرايين، وذمة، وأمراض القلب، وارتفاع ضغط الدم الشرياني ونقص السكر في الدم. التورين ضروري لعملية التمثيل الغذائي الطبيعي للصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم. يمنع إزالة البوتاسيوم من عضلة القلب وبالتالي يساعد على منع بعض اضطرابات ضربات القلب. التورين له تأثير وقائي على الدماغ، وخاصة أثناء الجفاف. يستخدم في علاج القلق والإثارة، والصرع، وفرط النشاط، والنوبات المرضية.
يتم إعطاء المكملات الغذائية التي تحتوي على التورين للأطفال المصابين بمتلازمة داون وضمور العضلات. في بعض العيادات، يتم تضمين هذا الحمض الأميني في العلاج المعقد لسرطان الثدي. يحدث الإفراط في إفراز التوراين من الجسم في حالات مختلفة واضطرابات التمثيل الغذائي.
عدم انتظام ضربات القلب، واضطرابات تكوين الصفائح الدموية، وداء المبيضات، والإجهاد الجسدي أو العاطفي، والأمراض المعوية، ونقص الزنك وتعاطي الكحول يؤدي إلى نقص توراين في الجسم. كما أن تعاطي الكحول يضعف قدرة الجسم على امتصاص التوراين.
في مرض السكري، تزداد حاجة الجسم إلى التوراين، والعكس صحيح، فتناول المكملات الغذائية التي تحتوي على التوراين والسيستين يقلل من الحاجة إلى الأنسولين. يوجد التورين في البيض والأسماك واللحوم والحليب، لكنه غير موجود في البروتينات النباتية.
يتم تصنيعه في الكبد من السيستين ومن الميثيونين في أعضاء وأنسجة الجسم الأخرى بشرط توفر كمية كافية من فيتامين ب6. في حالة الاضطرابات الوراثية أو الأيضية التي تتداخل مع تخليق التوراين، فمن الضروري تناول مكمل غذائي يحتوي على هذا الحمض الأميني.
ثريونين
الثريونين هو حمض أميني أساسي يساعد في الحفاظ على التمثيل الغذائي الطبيعي للبروتين في الجسم. وهو مهم لتخليق الكولاجين والإيلاستين، ويساعد الكبد ويشارك في استقلاب الدهون بالاشتراك مع حمض الأسبارتيك والميثيونين.
يوجد الثريونين في القلب والجهاز العصبي المركزي والعضلات الهيكلية ويمنع ترسب الدهون في الكبد. يحفز هذا الحمض الأميني جهاز المناعة لأنه يعزز إنتاج الأجسام المضادة. يوجد الثريونين بكميات صغيرة جدًا في الحبوب، لذلك يكون النباتيون أكثر عرضة لنقص هذا الحمض الأميني.
التربتوفان
التربتوفان هو حمض أميني أساسي ضروري لإنتاج النياسين. يتم استخدامه لتصنيع السيروتونين، أحد أهم الناقلات العصبية، في الدماغ. يستخدم التربتوفان للأرق والاكتئاب ولضبط الحالة المزاجية.
يساعد في علاج اضطراب فرط الحركة عند الأطفال، ويستخدم لأمراض القلب، وللتحكم في وزن الجسم، وتقليل الشهية، وأيضاً لزيادة إفراز هرمون النمو. يساعد في علاج نوبات الصداع النصفي، ويساعد في تقليل الآثار الضارة للنيكوتين. يمكن أن يؤدي نقص التربتوفان والمغنيسيوم إلى زيادة تشنجات الشرايين التاجية.
أغنى المصادر الغذائية للتريبتوفان تشمل الأرز البني والجبن الريفي واللحوم والفول السوداني وبروتين الصويا.
تيروزين
التيروزين هو مقدمة للناقلات العصبية النورإبينفرين والدوبامين. ويشارك هذا الحمض الأميني في تنظيم المزاج؛ فنقص التيروزين يؤدي إلى نقص النورإبينفرين، والذي بدوره يؤدي إلى الاكتئاب. التيروزين يقمع الشهية، ويساعد على تقليل تخزين الدهون، ويعزز إنتاج الميلاتونين ويحسن وظائف الغدة الكظرية والغدة الدرقية والغدة النخامية.
ويشارك التيروزين أيضًا في استقلاب الفينيل ألانين. تتشكل هرمونات الغدة الدرقية عند إضافة ذرات اليود إلى التيروزين. لذلك ليس من المستغرب أن يرتبط انخفاض التيروزين في البلازما بقصور الغدة الدرقية.
تشمل أعراض نقص التيروزين أيضًا انخفاض ضغط الدم، وانخفاض درجة حرارة الجسم، ومتلازمة تململ الساق.
تُستخدم المكملات الغذائية التي تحتوي على التيروزين لتخفيف التوتر ويُعتقد أنها تساعد في علاج متلازمة التعب المزمن والخدار. يتم استخدامها للقلق والاكتئاب والحساسية والصداع، وكذلك لسحب المخدرات. قد يكون التيروزين مفيدًا في مرض باركنسون. تشمل المصادر الطبيعية للتيروزين اللوز والأفوكادو والموز ومنتجات الألبان وبذور اليقطين وبذور السمسم.
يمكن تصنيع التيروزين من الفينيل ألانين في جسم الإنسان. من الأفضل تناول المكملات الغذائية التي تحتوي على الفينيل ألانين قبل النوم أو مع الأطعمة التي تحتوي على كميات كبيرة من الكربوهيدرات.
أثناء العلاج بمثبطات أوكسيديز أحادي الأمين (الموصوفة عادةً لعلاج الاكتئاب)، يجب تجنب الأطعمة التي تحتوي على التيروزين تمامًا تقريبًا وعدم تناول المكملات الغذائية التي تحتوي على التيروزين، لأن ذلك قد يؤدي إلى ارتفاع غير متوقع وحاد في ضغط الدم.
فالين
فالين هو حمض أميني أساسي ذو تأثير محفز، وهو أحد الأحماض الأمينية BCAA، وبالتالي يمكن استخدامه من قبل العضلات كمصدر للطاقة. فالين ضروري لعملية التمثيل الغذائي للعضلات، وإصلاح الأنسجة التالفة والحفاظ على التمثيل الغذائي الطبيعي للنيتروجين في الجسم.
غالبًا ما يستخدم فالين لتصحيح النقص الشديد في الأحماض الأمينية الناتج عن إدمان المخدرات. يمكن أن يؤدي ارتفاع مستواه بشكل مفرط في الجسم إلى أعراض مثل التنمل (الإحساس بالدبابيس والإبر) وحتى الهلوسة.
يوجد الفالين في الأطعمة التالية: الحبوب، اللحوم، الفطر، منتجات الألبان، الفول السوداني، بروتين الصويا.
يجب أن تكون مكملات الفالين متوازنة مع الأحماض الأمينية المتفرعة السلسلة الأخرى BCAA L-leucine وL-isoleucine.
خصائص الأحماض الأمينيةيمكن تقسيمها إلى مجموعتين: الكيميائية والفيزيائية.
الخواص الكيميائية للأحماض الأمينية
اعتمادا على المركبات، يمكن للأحماض الأمينية أن تظهر خصائص مختلفة.
تفاعلات الأحماض الأمينية:
تشكل الأحماض الأمينية، كمركبات مذبذبة، أملاحًا مع كل من الأحماض والقلويات.
كأحماض كربوكسيلية، تشكل الأحماض الأمينية مشتقات وظيفية: الأملاح، الاسترات، الأميدات.
تفاعل وخصائص الأحماض الأمينية مع الأسباب:
تتشكل الأملاح:
NH 2 -CH 2 -COOH + هيدروكسيد الصوديوم NH 2 -CH 2 -COONa + H2O
ملح صوديوم + 2-حمض أمينوسيتيك ملح صوديوم حمض أمينوسيتيك (جليسين) + ماء
التفاعل مع الكحوليات:
يمكن أن تتفاعل الأحماض الأمينية مع الكحوليات في وجود غاز كلوريد الهيدروجين وتتحول إلى استر. استرات الأحماض الأمينية ليس لها بنية ثنائية القطب وهي مركبات متطايرة.
NH 2 -CH 2 -COOH + CH 3 أوه NH 2 -CH 2 -COOOCH 3 + H 2 O.
ميثيل استر / 2-حمض أمينوسيتيك /
التفاعل مع الأمونيا:
تتشكل الأميدات:
NH 2 -CH(R)-COOH + H-NH 2 = NH 2 -CH(R)-CONH2 + H2O
تفاعل الأحماض الأمينية مع الأحماض القوية:
نحصل على الأملاح:
HOOC-CH 2 -NH 2 + HCl → Cl (أو HOOC-CH 2 -NH 2 *HCl)
هذه هي الخصائص الكيميائية الأساسية للأحماض الأمينية.
الخصائص الفيزيائية للأحماض الأمينية
دعونا ندرج الخصائص الفيزيائية للأحماض الأمينية:
- عديم اللون
- لديك شكل بلوري
- معظم الأحماض الأمينية لها طعم حلو، ولكن اعتمادًا على الجذر (R)، يمكن أن تكون مرة أو لا طعم لها
- قابل للذوبان في الماء بسهولة، ولكن قابل للذوبان بشكل سيئ في العديد من المذيبات العضوية
- الأحماض الأمينية لها خاصية النشاط البصري
- يذوب مع التحلل عند درجات حرارة أعلى من 200 درجة مئوية
- غير متطايرة
- تقوم المحاليل المائية للأحماض الأمينية في البيئات الحمضية والقلوية بتوصيل التيار الكهربائي
يتم تحديد الخواص الكيميائية للأحماض الأمينية، في الحالة الأكثر عمومية، من خلال وجود مجموعات الكربوكسيل والأمين على نفس ذرة الكربون. تحدد خصوصية المجموعات الوظيفية الجانبية للأحماض الأمينية الاختلافات في تفاعلها وفردية كل حمض أميني. تظهر خصائص المجموعات الوظيفية الجانبية في المقدمة في جزيئات الببتيدات والبروتينات، أي. بعد أن تقوم مجموعات الأمين والكربوكسيل بعملها - فإنها تشكل سلسلة بولي أميد.
لذلك، تنقسم الخواص الكيميائية لجزء الأحماض الأمينية نفسها إلى تفاعلات الأمينات وتفاعلات الأحماض الكربوكسيلية وخصائصها بسبب تأثيرها المتبادل.
تتجلى مجموعة الكربوكسيل في التفاعلات مع القلويات - تكوين الكربوكسيلات، مع الكحوليات - تكوين الاسترات، مع الأمونيا والأمينات - تشكيل الأميدات الحمضية، يتم نزع الكربوكسيل من الأحماض الأمينية بسهولة تامة عند تسخينها وتحت تأثير الإنزيمات (المخطط 4.2.1) .
هذا التفاعل له أهمية فسيولوجية مهمة، حيث أن تنفيذه في الجسم الحي يؤدي إلى تكوين الأمينات الحيوية المقابلة التي تؤدي عددًا من الوظائف المحددة في الكائنات الحية. عندما يتم نزع الكربوكسيل من الهيستيدين، يتكون الهستامين، الذي له تأثير هرموني. في جسم الإنسان، يتم إطلاقه أثناء التفاعلات الالتهابية والحساسية، وصدمة الحساسية، ويسبب تمدد الشعيرات الدموية، وتقلص العضلات الملساء، ويزيد بشكل حاد من إفراز حمض الهيدروكلوريك في المعدة.
أيضًا، من خلال تفاعل نزع الكربوكسيل، جنبًا إلى جنب مع تفاعل الهيدروكسيل للحلقة العطرية، يتم تشكيل أمين حيوي آخر، وهو السيروتونين، من التربتوفان. يوجد عند البشر في الخلايا المعوية، في الصفائح الدموية، في سموم التجاويف المعوية، الرخويات، المفصليات والبرمائيات، ويوجد في النباتات (الموز، القهوة، نبق البحر). يؤدي السيروتونين وظائف الوسيط في الجهاز العصبي المركزي والمحيطي، ويؤثر على توتر الأوعية الدموية، ويزيد من مقاومة الشعيرات الدموية، ويزيد من عدد الصفائح الدموية في الدم (الشكل 4.2.2).
تتجلى المجموعة الأمينية من الأحماض الأمينية في التفاعلات مع الأحماض وتكوين أملاح الأمونيوم وهي متسلسلة
المخطط 4.2.1
المخطط 4.2.2
والألكيلات عند التفاعل مع هاليدات الحمض وهاليدات الألكيل، مع الألدهيدات تشكل قواعد شيف، ومع حمض النيتروز، مثل الأمينات الأولية العادية، فإنها تشكل مشتقات الهيدروكسي المقابلة، في هذه الحالة أحماض الهيدروكسي (المخطط 4.2.3).
المخطط 4.2.3
إن المشاركة المتزامنة للمجموعة الأمينية ووظيفة الكربوكسيل في التفاعلات الكيميائية متنوعة تمامًا. أ- تشكل الأحماض الأمينية مجمعات تحتوي على أيونات العديد من المعادن ثنائية التكافؤ - يتم بناء هذه المجمعات بمشاركة جزيئين من الأحماض الأمينية لكل أيون معدن، بينما يشكل المعدن نوعين من الروابط مع الليكاندات: مجموعة الكربوكسيل تعطي رابطة أيونية مع المعدن ، وتشارك المجموعة الأمينية مع زوج الإلكترون الوحيد الخاص بها، بالتنسيق مع المدارات الحرة للمعدن (رابطة المانح والمستقبل)، مما يعطي ما يسمى بالمجمعات المخلبية (المخطط 4.2.4، يتم ترتيب المعادن على التوالي وفقًا لاستقرار المجمعات).
وبما أن جزيء الحمض الأميني يحتوي على وظيفة حمضية ووظيفة أساسية، فإن التفاعل بينهما أمر لا مفر منه بالتأكيد - فهو يؤدي إلى تكوين ملح داخلي (zwitterion). نظرًا لأنه ملح حمض ضعيف وقاعدة ضعيفة، فإنه يتحلل بسهولة في محلول مائي، أي. النظام متوازن. في الحالة البلورية، يكون للأحماض الأمينية بنية زويتيريونية بحتة، وبالتالي التركيزات العالية لهذه المواد (المخطط 4.2.5).
المخطط 4.2.4
المخطط 4.2.5
يعد تفاعل النينهيدرين ذا أهمية كبيرة للكشف عن الأحماض الأمينية في تحليلها النوعي والكمي. تتفاعل معظم الأحماض الأمينية مع النينهيدرين، وتطلق الألدهيد المقابل، ويتحول المحلول إلى اللون الأزرق البنفسجي المكثف (نانومتر)؛ وتعطي المحاليل البرتقالية (نانومتر) البرولين والهيدروكسي برولين فقط. مخطط التفاعل معقد للغاية ومراحله الوسيطة ليست واضحة تمامًا؛ ويسمى منتج التفاعل الملون "بنفسجي رويمان" (المخطط 4.2.6).
يتم تشكيل الدايكيتوبيبرازينات عن طريق تسخين الأحماض الأمينية الحرة، أو الأفضل من ذلك، عن طريق تسخين استراتها.
المخطط 4.2.6
يمكن تحديد منتج التفاعل من خلال بنيته - كمشتق من حلقة البيرازين غير المتجانسة، ومن خلال مخطط التفاعل - كأميد مزدوج حلقي، حيث يتكون من تفاعل المجموعات الأمينية مع وظائف الكربوكسيل وفقًا لنظام الاستبدال المحب للنواة ( المخطط 4.2.7).
إن تكوين بولي أميدات الأحماض الأمينية α هو شكل مختلف من التفاعل الموصوف أعلاه لتكوين ديكيبيبرازينات، وذلك
المخطط 4.2.7
المخطط 4.2.8
مجموعة متنوعة ربما تكون الطبيعة قد خلقت لها هذه الفئة من المركبات. جوهر التفاعل هو هجوم محب للنواة من المجموعة الأمينية لحمض أميني ألفا واحد على مجموعة الكربوكسيل للحمض الأميني ألفا الثاني، في حين أن المجموعة الأمينية للحمض الأميني الثاني تهاجم بالتتابع مجموعة الكربوكسيل للحمض الأميني الثالث ، إلخ. (الرسم البياني 4.2.8).
نتيجة التفاعل هي مادة البولي أميد أو (وتسمى فيما يتعلق بكيمياء البروتينات والمركبات الشبيهة بالبروتين) متعدد الببتيد. وفقًا لذلك، يُطلق على جزء -CO-NH- اسم وحدة الببتيد أو الرابطة الببتيدية.
الأحماض الأمينية هي مركبات عضوية غير متجانسة الوظيفة تتضمن جزيئاتها المجموعة الأمينية NH2 ومجموعة الكربوكسيل COOH
حمض أمينوسيتيك
حمض أمينوبروبانويك
الخصائص الفيزيائية.
الأحماض الأمينية هي مواد بلورية عديمة اللون قابلة للذوبان في الماء. اعتمادًا على الجذور، يمكن أن تكون حامضة ومريرة ولا طعم لها.
الخصائص الكيميائية
الأحماض الأمينية هي مركبات عضوية مذبذبة (بسبب المجموعة الأمينية، فإنها تظهر الخصائص الأساسية وبسبب مجموعة الكربوكسيل COOH، فإنها تظهر الخصائص الحمضية)
يتفاعل مع الأحماض
ح 2 ن – CH 2 – COOH + NaOH = Cl- حمض أمينوسيتيك
يتفاعل مع القلويات
H 2 N – CH 2 – COOH + NaOH = H 2 N – CH 3 – COONa + H 2 O- ملح الصوديوم جليكاين
تتفاعل مع الأكاسيد الأساسية
2H 2 N – CH 2 – COOH + CuO = (H 2 N – OH 2 – COO) 2 + H 2 O- ملح جليكاين النحاس
التذكرة رقم 17
العلاقة بين البنية والخصائص والتطبيقات باستخدام مثال المواد البسيطة.
تتميز معظم المواد اللافلزية البسيطة ببنية جزيئية، والقليل منها فقط له بنية غير جزيئية.
هيكل غير جزيئي
ج، ب، سي
تحتوي هذه اللافلزات على شبكات بلورية ذرية، لذا فهي تتمتع بصلابة كبيرة ونقاط انصهار عالية جدًا.
تؤدي إضافة البورون إلى الفولاذ وسبائك الألومنيوم والنحاس والنيكل وغيرها إلى تحسين خواصها الميكانيكية.
طلب:
1. الماس – لحفر الصخور
2. الجرافيت - لتصنيع الأقطاب الكهربائية، ومهدئات النيوترونات في المفاعلات النووية، كمادة تشحيم في التكنولوجيا.
3. الفحم، الذي يتكون بشكل رئيسي من الكربون، يستخدم لإنتاج كربيد الكالسيوم والطلاء الأسود.
التركيب الجزيئي
ف 2، او 2، كل 2، بر 2، ن 2، ط 2، س 8
تتميز هذه اللافلزات بشبكات بلورية جزيئية في الحالة الصلبة، وفي الظروف العادية تكون غازات أو سوائل أو مواد صلبة ذات نقاط انصهار منخفضة.
طلب:
1. تسريع التفاعلات الكيميائية، بما في ذلك في علم المعادن
2. قطع ولحام المعادن
3. على شكل سائل في محركات الصواريخ
4. في الطيران والغواصات للتنفس
5. في الطب
البروتينات تشبه البوليمرات الحيوية. البنية الأولية والثانوية والثالثية للبروتينات. الخصائص والخصائص البيولوجية للبروتينات.
البروتينات عبارة عن بوليمرات حيوية تحتوي جزيئاتها على بقايا الأحماض الأمينية
تحتوي البروتينات على هياكل أولية وثانوية وثلاثية ورباعية.
الهيكل الأساسي هو الذي يتكون من بقايا الأحماض الأمينية المترابطة بواسطة روابط البكتيد.
الهيكل الثانوي عبارة عن سلسلة ملفوفة في شكل حلزوني، بالإضافة إلى الروابط الببتيدية، هناك روابط هيدروجينية
الهيكل الثلاثي عبارة عن حلزوني ملفوف على شكل كرة وله بالإضافة إلى ذلك روابط كبريتيد S-S
الهيكل الرباعي - حلزون مزدوج ملفوف على شكل كرة
الخصائص الفيزيائية
البروتينات هي إلكتروليتات مذبذبة. عند قيمة معينة من الرقم الهيدروجيني للبيئة، يكون عدد الشحنات الموجبة والسالبة في جزيء البروتين متساويًا. البروتينات لها بنية متنوعة. هناك بروتينات غير قابلة للذوبان في الماء، وهناك بروتينات قابلة للذوبان في الماء بسهولة. هناك بروتينات غير نشطة كيميائيا ومقاومة للعوامل. هناك بروتينات غير مستقرة للغاية. هناك بروتينات تشبه الخيوط التي يصل طولها إلى مئات النانومترات؛ هناك بروتينات لها شكل كرات يبلغ قطرها 5-7 نانومتر فقط. لديهم وزن جزيئي كبير (104-107).
الخصائص الكيميائية
1. تفاعل تمسخ الطبيعة هو تدمير البنية الأولية للبروتين تحت تأثير درجة الحرارة.
2. تفاعلات اللون مع البروتينات
أ) تفاعل البروتين مع Cu(OH)2
2NaOH + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2
ب) تفاعل البروتين مع HNO 3
كاشف الكبريت هو خلات الرصاص (CH 3 COO) 2 Pb، ويتكون راسب أسود PbS
الدور البيولوجي
البروتينات هي مواد البناء
البروتينات هي عنصر أساسي في جميع الهياكل الخلوية
البروتينات هي إنزيمات تعمل كمحفزات
البروتينات العادية: وتشمل الهرمونات
البروتينات هي وسيلة للحماية
البروتينات كمصدر للطاقة