Формула гистидина структурная химическая. Образование гистидина Полезные свойства гистидина

Превращающаяся в организме в процессе декарбоксилирования в гистамин
Гистидин (сокращенно His или H) представляет собой альфа-аминокислоту с имидазольной функциональной группой. Эта является одной из 22 протеиногенных аминокислот. Она обозначается кодонами CAU и CAC. Гистидин был открыт немецким врачом Косселем Альбрехтом в 1896 году. Гистидин является незаменимой для человека и других млекопитающих . Изначально полагалось, что эта незаменима только для младенцев, однако в ходе долгосрочных исследований было установлено, что она также важна и для взрослых людей.

Химические свойства

Имидазольная боковая цепь гистидина имеет рКа (отрицательный десятичный логарифм константы диссоциации) около 6,0, а в целом имеет рКа 6,5. Это означает, что при физиологически соответствующих значениях рН, относительно небольшие изменения в рН могут изменять средний заряд цепи. При рН ниже 6 имидазольное кольцо является в основном протонированным, как в уравнении Хендерсона-Хассельблаха. При протонировании кольцо имидазола имеет две NH связи и положительный заряд. Положительный заряд равномерно распределяется между двумя атомами азота.

Ароматизированность

Кольцо имидазола у гистидина является ароматическим при всех значениях рН. Оно содержит шесть пи-электронов: четыре из двух двойных связей, и два из пары азота. Оно может формировать пи-связи, однако это осложняется его положительным зарядом. При 280 нм оно не способно поглощать, однако в нижней части УФ-диапазона оно поглощает даже больше, чем некоторые .

Биохимия

Имидазольная боковая цепь гистидина является общим координирующим лигандом в металлопротеинах и частью каталитических центров у определенных ферментов. В каталитических триадах основный азот гистидина используется для получения протона из , треонина или , и активации его в качестве нуклеофила. Гистидин используется для быстрого трансфера протонов, абстрагируя протон с его основным азотом, и создавая положительно заряженные промежуточные вещества, а затем используя другую молекулу, буфер, чтобы извлечь протон из азотной кислоты. В карбоангидразе гистидинный протонный трансфер используется для быстрого транспортирования протонов из цинк-связанной молекулы воды, чтобы быстро регенерировать активные формы фермента. Гистидин также присутствует в гемоглобиновых спиралях Е и F. Гистидин помогает стабилизировать оксигемоглобин и дестабилизировать CO-связанный гемоглобин. В результате, в гемоглобине связывание окиси углерода сильнее только лишь в 200 раз, по сравнению с 20 000 раз в свободной геме.
Некоторые могут быть превращены в промежуточные соединения в цикле Кребса. Углероды из четырех групп аминокислот образуют промежуточные вещества цикла – альфа-кетоглютарат (альфа-КТ), сукцинил-КоА, фумарат и оксалоацетат. , образующие альфа-КГ - глутамат, глутамин, пролин, и гистидин. Гистидин преобразуется в формиминоглютамат (FIGLU). Формимино группа передается в тетрагидрофолат, а оставшиеся пять атомов углерода образуют глутамат. Глутамат может быть дезаминирован глутаматдегидрогеназой или подвергаться трансаминированию, формируя альфа-КГ.

ЯМР (ядерный магнитный резонанс)

Как и ожидалось, 15N химические сдвиги этих атомов азота неразличимы (около 200 частей на миллион по отношению к азотной кислоте по шкале сигма, на которой увеличение экранирования соответствует увеличению химического сдвига). Поскольку рН возрастает приблизительно до 8, теряется протонирование имидазольного кольца. Оставшийся протон теперь нейтрального имидазола может существовать в виде азота, что приводит к возникновению Н-1 или Н-3 таутомеров. ЯМР показывает, что химический сдвиг N-1 незначительно падает, в то время как химический сдвиг N-3 падает значительно (около 190 против 145 промилле). Это означает, что N-1-H таутомер является более предпочтительным, благодаря образованию водородных связей с соседним аммонием. Защита N-3 существенно снижается за счет парамагнитного эффекта второго порядка, который включает в себя симметричное взаимодействие между неподеленной парой азота и возбужденными пи* состояниями ароматического кольца. Когда рН поднимается выше 9, химические сдвиги N-1 и N-3 становятся равными примерно 185 и 170 частей на миллион. Стоит отметить, что депротонированная форма имидазола, имидазолат ион, формируется только при значениях рН выше 14, и, следовательно, не является физиологически значимой. Это изменение химического сдвига может быть объяснено видимым снижением водородных связей амина на ионе аммония, и благоприятной водородной связью между карбоксилатом и NH. Это должно послужить снижению предпочтения N-1-H таутомера.

Метаболизм

Является предшественником гистамина и биосинтеза карнозина.
Фермент гистидин аммиак-лиазы преобразует гистидин в аммиак и уроканиновую кислоту. Недостаток этого фермента наблюдается при редком метаболическом расстройстве гистидинемии. В антинобактерии и нитчатых грибах, таких как Neurospora сrаssа, гистидин может быть преобразован в антиоксидант эрготионеин.

Гистидин в продуктах

Гистидином богаты такие продукты как тунец, лосось, свиная вырезка, говяжье филе, куриные грудки, соевые бобы, арахис, чечевица.

Добавки Гистидина

Было показано, что добавки гистидина вызывают быстрое выделение цинка у крыс при увеличении скорости экскреции от 3 до 6 раз.

Химическая формула Гистидина: C6H9N3O2 . Это гетероциклическая альфа-аминокислота , входит в список 20-ти протеиногенных . Химическое соединение хорошо растворимо в воде, малорастворимо – в этиловом спирте, не растворяется в эфире. Облагает слабыми основными химическими свойствами, из-за остатков имидазола в строении молекулы вещества. При подробном рассмотрении структурной формулы Гистидина, можно заметить, что соединение имеет несколько изомеров: L-гистидин и D-гистидин . Молекулярная масса = 155,2 грамма на моль.

Является незаменимой аминокислотой , которая не синтезируется в организме человека и животных. Вещество обязательно должно поступать в организм извне, в чистом виде или в составе других белков. Гистидин содержится в мясе лосося, тунца, свинине, говядине и курятине, в соевых бобах, чечевице, арахисе и так далее.

Фармакологическое действие

Метаболическое.

Фармакодинамика и фармакокинетика

После проникновения в пищеварительную систему Гистидин высвобождает из белковых молекул с помощью химических превращений. Подвергается реакциям дезаминирования в тканях печени и кожного покрова, с участием фермента гистидазы , образуется уроканиновая и имидазолонпропионовая кислоты под влиянием фермента урокиназы . В результате с организме синтезируются: глутамат , аммиак , углеводные фрагменты, соединенные с тетрагидрофолиевой кислотой . Аминокислота является активным центром множества важных ферментов в организме человека.

Также в тучных клетках соединительной ткани вещество подвергается декарбоксилированию , в результате чего образуется важнейший нейромедиатор гистамин . Средство стимулирует процессы роста и восстановления тканей. Входит в состав молекулы .

Показания к применению

Гистидин применяют в комбинации с другими лекарственными средствами и аминокислотами:

для профилактики и лечения потери белков, при недостаточном питании или если энтеральное питание не возможно;
при полном либо частичном парентеральном питании (комбинация с глюкозой , жировыми эмульсиями, прочими аминокислотами );
у пациентов с тяжелыми травмами, сепсисом , ожогами, перитонитом , после обширных оперативных вмешательств и так далее.

Противопоказания

Лекарственное средство противопоказано:

при нарушении метаболизма аминокислот ;
пациентам с метаболическим ацидозом , в состоянии шока ;
при тяжелой ;
больным с ;
при декомпенсированной сердечной недостаточности ;
у пациентов с тяжелыми заболеваниями печени.

Побочные действия

Инструкция по применению (Способ и дозировка)

Гистидин назначает лечащий врач. В зависимости от показаний и используемой лекарственной формы схема лечения и суточная дозировка сильно различаются.

Передозировка

При слишком быстром введении лекарства внутривенно наблюдаются: озноб, рвота, . Рекомендуется прекратить инфузию и продолжать лечение меньшими дозами препаратов после нормализации состояния пациента.

Взаимодействие

Вещество не вступает в лекарственное взаимодействие с другими средствами. Хорошо сочетается с глюкозой , жировыми эмульсиями и аминокислотами .

Структурная формула

Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: C 6 H 9 N 3 O 2

Химический состав Гистидина

Молекулярная масса: 155,157

Гистидин (L-α-амино-β-имидазолилпропионовая кислота) гетероциклическая альфа-аминокислота, одна из 20 протеиногенных аминокислот. По современным представлениям также является незаменимой кислотой как для детей, так и для взрослых.

Физические свойства

Гистидин растворим в воде, ограниченно растворим в этаноле, не растворим в эфире.

Химические свойства

Гистидин - ароматическая альфа-аминокислота со слабыми основными свойствами, обусловленными присутствием в молекуле остатка имидазола. Образует окрашенные продукты в биуретовой реакции и с диазотированной сульфаниловой кислотой (реакция Паули), что используется для количественного определения гистидина. Вместе с лизином и аргинином гистидин образует группу осно́вных аминокислот. Образует бесцветные кристаллы.

Гистидином богаты такие продукты как тунец, лосось, свиная вырезка, говяжье филе, куриные грудки, соевые бобы, арахис, чечевица. Кроме того, гистидин включается в состав многих витаминных комплексов и некоторых других медикаментов.

Роль в организме

Остаток гистидина входит в состав активных центров множества ферментов. Гистидин является предшественником в биосинтезе гистамина. Одна из незаменимых аминокислот, способствует росту и восстановлению тканей. В большом количестве содержится в гемоглобине; используется при лечении ревматоидных артритов, язв и анемии. Недостаток гистидина может вызвать ослабление слуха.

Обмен гистидина

Дезаминирование гистидина происходит в печени и коже под действием фермента гистидазы с образованием уроканиновой кислоты, которая затем в печени превращается в имидазолонпропионовую кислоту под действием уроканиназы. Дальнейшее превращение в ходе серии реакций имидазолонпропионовой кислоты приводит к образованию аммиака, глутамата и одноуглеродного фрагмента, соединённого с тетрагидофолиевой кислотой. Реакция декарбоксилирования гистидина имеет большое физиологическое значение, так как является источником образования биологически активного вещества - гистамина, который играет важную роль в процессе воспаления и развития некоторых аллергических реакций. Декарбоксилирование происходит большей частью в тучных клетках соединительной ткани практически всех органов. Эта реакция протекает при участии фермента гистидиндекарбоксилазы. Известно связанное с дефектом гистидиназы наследственное заболевание гистидинемия, при котором характерно повышенное содержание гистидина в тканях и задержка умственного и физического развития.

Биосинтез

Биосинтез гистидина не осуществляется de novo в людях и других животных, поэтому аминокислота должна употребляться в чистом виде или в составе других белков.

Гистидин – аминокислота, получаемая из протеинов в результате гидролиза. В наивысшей концентрации (почти 8,5 процента от общего количества) содержится в гемоглобине. Впервые был выделен из белков в 1896 году.

Что такое гистидин

Общеизвестно: когда мы едим мясо, мы потребляем , а в составе белков – аминокислоты. Гистидин – одна из наиболее значимых для поддержания жизни на Земле аминокислот. Это протеиногенное вещество участвует в образовании белков и влияет на ряд метаболических реакций в организме.

Все являются строительными блоками для протеинов. После переваривания белка организм получает отдельные аминокислоты. Часть из них – заменимые (организм способен производить их) и незаменимые (могут быть получены только через диету). Гистидин в этом плане является уникальным веществом – аминокислотой заменимой и незаменимой одновременно. Или как принято ее назвать – полузаменимой.

Наивысшую потребность в этой аминокислоте ощущают младенцы, так как гистидин необходим им в качестве агента роста. Малыши получают его через грудное молоко либо из детского питания. Также это вещество незаменимо для подростков и лиц после тяжелых болезней. Несбалансированное питание и частые стрессы ведут к дефициту аминокислоты, что может проявляться замедлением или полной остановкой роста у детей и ревматоидным артритом у взрослых.

Функции гистидина

Одна из наиболее ярких характеристик гистидина – возможность трансформироваться в другие вещества, в том числе гистамин и гемоглобин. Также участвует в ряде метаболических реакций, способствует снабжению кислородом органов и тканей. Кроме того, помогает выводить из организма тяжелые металлы, восстанавливать ткани и укреплять иммунитет.

Другие функции гистидина:

регулирование кислотности крови;
ускорение заживления ран;
координирование механизмов роста;
естественное восстановление организма.

Без гистидина все процессы, связанные с ростом, остановятся, а регенерация поврежденных тканей станет невозможной. Также последствием отсутствия гистидина в организме являются воспаления кожи и слизистых покровов тела, а восстановление после хирургических операций затянется на более долгое время. Кроме того, гистидин обладает терапевтическим эффектом при воспалениях, а значит, является действенным лекарством при артритах.

Помимо уже названных полезных свойств, эта аминокислота обладает еще одной не менее значимой способностью – помогает формировать миелиновые оболочки нервных клеток (их повреждение вызывает болезни Паркинсона и Альцгеймера, а также другие дегенеративные заболевания). Также эта полузаменимая аминокислота участвует в синтезе красных и белых кровяных клеток (эритроцитов и лейкоцитов), чем опять-таки способствует укреплению иммунитета. Ну и наконец, важно сказать, что гистидин оберегает организм от радиационных излучений.

Хотя профилактический и терапевтический потенциал гистидина еще не изучен до конца, но ряд исследований уже доказал эффективность аминокислоты. В частности, известно, что это полезное вещество помогает снизить артериальное давление. Расслабляя сосуды, предотвращает гипертонию, атеросклероз, инфаркт и другие кардиологические болезни. Уже доказано, что ежедневное потребление этого вещества снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний почти на 61 процент.

Еще одна сфера применения гистидина – нефрология. Аминокислота положительно сказывается на состоянии лиц с хронической почечной недостаточностью (особенно в преклонном возрасте).

Кроме того, это вещество показало свою эффективность при лечении гепатитов, язвы желудка, крапивницы, артрита и СПИДа.

Суточные нормы

Терапевтические дозы гистидина колеблются в пределах от 0,5 до 20 г в сутки.

Но даже употребление 30 г аминокислоты в день не вызывает побочных эффектов. Так, во всяком случае, убеждают исследователи. Но сразу уточняют: при условии, что прием препарата не длится долго. Но все же наиболее адекватной называют дозировку в 1-8 г в сутки. Более точно индивидуальную минимальную потребность в аминокислоте можно опередить по формуле: 10-12 мг вещества – на 1 кг веса тела. Гистидин в виде лучше принимать на голодный желудок. Так его действие более эффективно.

Сочетание с другими веществами

Недавние исследования показали, что комбинация гистидина и цинка – эффективное средство против простудных заболеваний. Кроме того, цинк способствует более легкому всасыванию аминокислоты. Кроме того, эксперимент при участии 40 человек показал, что «коктейль» из и гистидина сводит к минимуму продолжительность болезней, вызванных вирусами или бактериями. Простуда на фоне аминокислоты длится в среднем на 3-4 дня меньше.

Особенности приема

Гистидин в виде биодобавки полезен людям с артритом, анемиями или после операций.

Лицам с биполярными расстройствами, аллергиями, астмой и разного рода воспалениями лучше избегать этого препарата. Также с осторожностью к добавкам, содержащим аминокислоту, стоит относиться женщинам во время беременности и лактации, а также людям с дефицитом фолиевой кислоты.

Хронические заболевания, травмы и стрессы увеличивают потребность в гистидине. В таком случае удовлетворить потребности организма исключительно через продукты довольно сложно. Но проблемы решается с помощью биоактивных добавок. Нарушение пищеварения и пониженная кислотность также являются причиной более интенсивного приема вещества.

Нарушение метаболизма гистидина проявляется редким генетическим заболеванием гистидинемией. У таких больных отсутствует фермент, расщепляющий аминокислоту. В результате в моче и крови уровень аминокислоты резко повышается.

Опасности дефицита

Как показывают исследования, люди с ревматоидным артритом обычно имеют пониженный уровень гистидина. Дефицит аминокислоты у младенцев часто вызывает экзему. Кроме того, недостаточное потребление вещества ведет к катаракте, а также провоцирует болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Известно, что гистидин влияет на иммунную систему, по этой причине дефицит аминокислоты усиливает аллергии, делает организм более склонным к инфекциям и воспалительным процессам. Недостаточное потребление вещества крайне негативно сказывается на здоровье детей и подростков во время интенсивного роста и формирования организма.

Также дефицит аминокислоты может «напоминать» о себе задержками в развитии, сниженным либидо, ухудшением слуха и фибромиалгией.

Опасен ли избыток

Информации о возможной токсичности гистидина нет. Но все же потребление аминокислоты в особо высоких дозах может вызвать аллергические или астматические реакции, спровоцировать дефицит меди и цинка, а концентрацию холестерина в крови, наоборот, повысить. У мужчин переизбыток гистидина вызывает преждевременные эякуляции.

Гистидин в пище

Удовлетворить суточную потребность в аминокислоте помогут правильно подобранные продукты. К примеру, только 100 г бобов обеспечивают более чем 1-граммовой порцией гистидина (1097 мг), столько же куриного филе обогатят организм дополнительным 791 мг вещества, а аналогичная порция говядины даст примерно 680 мг гистидина. Что касается рыбной продукции, то примерно 550 мг аминокислоты содержится в 100-граммовом куске лосося. А среди растительной пищи наиболее питательными являются зародыши пшеницы. В 100 г продукта – в пределах 640 мг аминокислоты.

Однако важно отметить, что названные цифры – приблизительные, поскольку насыщенность пищи полезными веществами зависит от многих факторов. И немаловажное значение имеют условия хранения продукта. Если речь идет о гистидине, то для сохранения его максимального количества в горохе, грецких орехах или кукурузе, продукты необходимо держать в герметических условиях, подальше от прямых солнечных лучей и кислорода. В противном случае гистидин быстро разрушается.

Для поддержания баланса аминокислоты во взрослом организме обычно хватает того вещества, которое синтезируется в печени из других аминокислот. А вот детям в период интенсивного роста и некоторым другим группам людей важно дополнять аминозапасы из правильно подобранной пищи.

Протеиновые продукты содержат в себе, если не все, то, по крайней мере, большинство необходимых человеку аминокислот. Продукты животного происхождения содержат в себе, так называемые, полноценные белки, поэтому являются более полезными в плане снабжения аминовеществами. В растительной пище содержатся только некоторые из необходимых. Хотя пополнить запасы гистидина нетрудно, тем более что и организм способен производить его, но все же бывают случаи дефицита вещества. Избежать снижения концентрации поможет употребление продуктов из разных групп.

Высокая концентрация гистидина есть в мясе, рыбе, молочных продуктах, некоторых злаках (рис, рожь, пшеница). Другие источники аминокислоты: морепродукты, бобы, яйца, гречка, цветная капуста, картофель, грибы, бананы, цитрусовые, дыня.

Обеспечить суточную норму аминокислоты можно из блюд, приготовленных из говядины, свинины, баранины и домашней птицы, разных сортов твердого сыра, соевых продуктов, а также рыбы (тунец, лосось, форель, скумбрия, палтус, морской окунь). Из группы семян и орехов важно потреблять миндаль, кунжут, арахис, семена подсолнечника, фисташки. А из молочной продукции – натуральные йогурты, молоко и сметану. В категории злаков много гистидина содержится в диком рисе, просе и гречке.

Гистидин – важная для здоровья аминокислота. Она необходима для роста и восстановления тканей, производства клеток крови и нейротрансмиттера гистамина. Это вещество способно надежно защитить ткани от повреждений радиацией или тяжелыми металлами. Поэтому важно следить за своим рационом, дабы обеспечить организм достаточным количеством аминокислоты. Продукты, богатые веществом, необходимы детям и подросткам, а также лицам, после травм или операций. Эта полузаменимая аминокислота уже доказала свою эффективность для поддержания здоровья человека. А как обеспечить себя этим полезным веществом, вы уже знаете.

Брутто-формула

C 6 H 9 N 3 O 2

Фармакологическая группа вещества Гистидин

Нозологическая классификация (МКБ-10)

Код CAS

71-00-1

Характеристика вещества Гистидин

Прозрачные бесцветные кристаллы или белый кристаллический порошок слабокислого вкуса. Растворим в воде, очень мало - в этаноле.

Фармакология

Фармакологическое действие - гиполипидемическое, антиатеросклеротическое .

Незаменимая аминокислота. В организме подвергается декарбоксилированию с образованием гистамина. Вызывает спазм гладкой мускулатуры бронхов и ЖКТ , расширение капилляров, застой крови в капиллярах и увеличение проницаемости их стенок, отек окружающих тканей, снижение АД . Рефлекторно возбуждает мозговое вещество надпочечников, способствует выделению эпинефрина, сужению артериол, учащению сердечных сокращений.

Имеются данные о влиянии на секрецию желудочного сока и возможности использования в комплексной терапии язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

Применение вещества Гистидин

Гепатит, атеросклероз (комплексная терапия).

Противопоказания

Гиперчувствительность, бронхиальная астма, артериальная гипотензия, органические заболевания ЦНС .

КАТЕГОРИИ