Пировиноградная кислота и ее применение как средства для пилинга. Бережное очищение кожи – пировиноградный пилинг Пировиноградная кислота содержит

— органическая кислота, первая из ряда α-кетокислот, то есть содержит кетогруппы в α-положении по отношению к карбоксильной. Анион пировиноградои кислоты называется пируват и является одной из ключевых молекул во многих метаболических путях. В частности пируват образуется как конечный продукт гликолиза, и при аэробных условиях может быть дальше окисленный до ацетил-кофермента А, который вступает в цикл Кребса. В условиях недостатка кислорода и пируват превращается в реакциях брожения.

Пировинградна кислота также является исходным веществом для глюконеогенеза — процесса обратного к гликолиза. Она является промежуточным метаболитом в обмене многих аминокислот, а у бактерий используется как предшественник для синтеза некоторых из них.

Физические и химические свойства

Пировиноградная кислота — это бесцветная жидкость с запахом похожим на запах уксусной кислоты, смешивается с водой в любых пропорциях.

Для пировиноградной кислоты характерны все реакции карбонильной и карбоксильной групп. Из-за их взаимное влияние друг на друга реакционная способность обоих групп усиливается, также это приводит к облегченной реакции декарбоксилирования (отщепление карбоксильной группы в форме углекислого газа) в присутствии серной кислоты или при нагревании.

Пировиноградная кислота может существовать в форме двух таутомерив енольная и кето, преобразования которых друг в друга легко происходит без участия ферментов. При pH среды 7 преобладает кетонная форма.

Биохимия

Реакции образования пирувата

Значительная часть пирувата в клетках образуется как конечный продукт гликолиза. В последний (десятый) реакции этого метаболического пути фермент пируваткиназа катализирует перенос фосфатной группы фосфоэнолпируват на АДФ (субстратно фосфорилирования), в результате чего образуется АТФ и пируват в енольная форме, быстро таутомеризуеться в кетонную. Реакция происходит в присутствии ионов калия и магния или марганца. Процесс выражено екзергоничний, стандартная изменение свободной энергии ΔG 0 = -61,9 кДж / моль, вследствие чего реакция необратима. Примерно половина высвобожденной энергии запасается в форме фосфодиестерного связи АТФ.

Также до пирувата метаболизмують шесть аминокислот:

• Аланин — в реакции трансаминирования с α-кетоглутаратом, катализируемой Аланинаминотрансфераза в митохондиях;
• Триптофан — в 4 шага превращается в аланина, затем происходит переаминирования;
• Цистеин — в двух шагах: на первом отщепляется сульфгидрильная группа, второй — переаминирования;
• Серин — в реакции, катализируемой сериндегидратазою;
• Глицин — только один из трех возможных путей деградации, только один заканчивается пирувата. Преобразование происходит через серин в два этапа;
• Треонин — образование пирувата один из двух путей деградации, осуществляется через преобразования в глицин, а затем — серин).

Эти аминокислоты относятся к глюкогенных, то есть таких, из которых в организме млекопитающих из них может синтезироваться глюкоза в процессе глюконеогенеза.

Преобразование пирувата

По аербних условий в клетках эукариот пируват, образованный в гликолизе и других метаболических реакциях, транспортируется в митохондрии (если не синтезируется сразу в этой органеллы, как в случае переаминирования аланина). Здесь он превращается одним из двух возможных путей: либо вступает в реакцию окислительного декарбоксилирования, продуктом которой является ацетлы-кофермент А, или каброксилюеться к оксалоацетата, который является исходным молекулой для глюконеогенеза.

Окислительное декарбоксилирование пирувата осуществляется пируватдегидрогеназного мультиэнзимных комлпекс, в состав которого входят три различные ферменты и пять коферментов. В этой реакции от молекулы пирувата отщепляется карбоксильная группа в форме CO 2, образованный остаток уксусной кислоты переносится на кофермент А, также восстанавливается одна молекула НАД:

Суммарная стандартная изменение свободной энергии составляет ΔG 0 = -33,4 кДж / моль. Образованный НАДH переносит пару электронов в дыхательная цепь переноса электронов, что дает в конечном результате энергию для синтеза 2,5 молекул АТФ. Ацетил-КоА вступает в цикл Кребса или используется для других целей, например для синтеза жирных кислот.

Большинство клеток в условиях достаточного количества жирных кислот используют их, а не глюкозу, как источник энергии. Вследствие β-окснення жирных кислот концентрация ацетил-КоА в митохондриях значительно повышается, и это вещество действует как негативный модулятор пируватдекарбоксилазного комплекса. Похожий эффект наблюдается в случае, когда энергетические потребности клетки низкие: в таком случае увеличивается концентрация НАДH по сравнению с НАД +, что приводит к подавлению цикла Кребса и накопления ацетил-КоА.

Ацетил-кофермент А одновременно действует как положительный аллостерический модулятор для пируваткарбоксилазы, которая катализирует превращение пирувата в оксалоацетата с гидролизом одной молекулы АТФ:

Поскольку оксалоацетат не может транспортироваться через внутреннюю мембрану митохондрий вследствие отсутствия соответствующего переносчика, он восстанавливается до малата, переносится в цитозоль, где снова окисляется. На оксалоацетат действует фермент фосфоенолпируваткарбоксикиназа, что превращает его в фосфоэнолпируват, используя для этого фосфатную группу ГТФ:

Как видно, эта сложная последовательность реакций обратной к последней реакции гликолиза, и соответственно первой реакцией глюконеогенеза. Такой обходной путь используется, потому что преобразования фосфоэнолпируват до пирувата очень екзергонична необорона реакция.

В эукариотических клетках с анаэробных условиях (например в очень активных скелетных мышцах, погруженных в воду растительных тканях и солидных опухолях), а также в молочнокислых бактерий, происходит процесс молочнокислого брожения, при котором пируват является конечным акцептором электронов. Принимая пару электронов и протонов от НАДH пировиноградная кислота восстанавливается до молочной, катализирует реакцию лактатдегидрогеназа (ΔG 0 = -25,1 кДж / моль).

Эта реакция необходима для регенерации НАД +, необходимого для протекания гликолиза. Несмотря на то, что суммарно в процессе молочнокислого брожения не происходит окисления глюкозы (соотношение C: H как для глюкозы, так и для молочной кислоты равно 1: 2), выделенной энергии достаточно для синтеза двух молекул АТФ.

Пируват является исходным веществом и для других типов брожения, таких спиртовое, маслянокислое, пропионовокислое т.

В организме человека пируват может использоваться для биосинтеза заменяемой аминокислоты аланина путем переаминирования с глутамата (обратная реакция описанной выше переаминирования между аланином и α-кетоглутаратом). У бактерий он участвует в метаболических путях образования таких незаменимых для человека аминокислот как валин, лейцин, изолейцин а также лизин.

Уровень пирувата в крови

В норме уровень пирувата в крови колеблется в пределах 0,08-0,16 ммоль / л. Само по себе увеличение или уменьшение этого значения не является диагностическим признаком. Обычно измеряют соотношение между концентрацией лактата и пирувата (Л: П). Зачення Л: П> 20 может свидетельствовать о врожденных расстройства елекротнтранспортного цепи, цикла Кребса, или недостатка пируваткарбоксилазы. Л: П <10 может быть признаком дефектности пируватдегдрогеназного комплекса. Также проводят измерения Л: П в спинномозговой жидкости, как один из тестов для диагностики нейрологических нарушений.

Пировиноградная кислота (С 3 Н 4 O 3) - α-кетопропионовая кислота. Используется обычно в виде солей - пируватов. Он является конечным продуктом метаболизма глюкозы в процессе гликолиза. Одна молекула глюкозы превращается при этом в две молекулы пировиноградной кислоты. Дальнейший метаболизм пировиноградной кислоты возможен двумя путями - аэробным и анаэробным. В условиях достаточного поступления кислорода, пировиноградная кислота превращается в ацетил-кофермент А, являющийся основным субстратом для серии реакций Пируват также может быть превращён в анаплеротической реакции в оксалоацетат. Оксалоацетат затем окисляется до углекислого газа и воды. Если кислорода недостаточно, пировиноградная кислота подвергается анаэробному расщеплению с образованием молочной кислоты При анаэробном дыхании в клетках пируват, полученный при гликолизе, преобразуется в лактат при помощи фермента

лактатдегидрогеназы и NADP в процессе лактатной ферментации, либо вацетальдегид и затем в этанол в процессе алкогольной ферментации. Пировиноградная кислота является «точкой пересечения» многих метаболических путей. Пируват может быть превращён обратно в глюкозу в процессе глюконеогенеза, или в жирные кислоты или энергию через ацетил-КоА,

в аминокислоту аланин, или в этанол. Например, работающая мышца выделяет в кровь наряду с молочной кислотой значительные количества аланина. Аланин образуется в мышце из пировиноградной кислоты путем трансаминирования. Из кровотока аланин поглощается печенью, превращается в пируват, а пируват используется для глюконеогенеза (глюкозо-аланиновый цикл, см. рис. 9.24).

Пировиноградная кислота содержится во всех тканях и органах и, являясь связующим звеном обмена углеводов, жиров и белков, играет важную роль в обмене веществ. Концентрация пировиноградной кислоты в тканях изменяется при болезнях печени, некоторых формах нефрита, раке, авитаминозах, особенно при недостатке витамина В1. Нарушение обмена пировиноградной кислоты приводит к ацетонурии.

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

ПОИСК ПО САЙТУ:

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

1. 15 страница. Покупатели и продавцы на рынке постоянно совершают обмен денег на товар и обратно
2. 4 страница. где Aп– площадь нагретой поверхности, м2; aк, aл– коэффициенты соответственно конвективного и лучистого теплообмена на нагретой поверхности

Номенклатура

Рациональная . Альдегидо и кетокислоты можно рассматривать как производные соответствующих жирных кислот при замещении атома Н и радикале R на ацил . Ацилкарбоновая кислота.

Систематическая . Называются как карбоновая кислота с добавлением приставки оксо- и указанием номера атома углерода. (Оксогрупа = С = О ).

Оксокислоты подразделяют на классы по признаку взаимного расположения функциональных групп, разделяя на a-, b- ,g-оксокислоты.

Общая формула

Гомологический ряд начинается с глиоксиловой кислоты – (тривиальное название):

3-оксопропановая кислота

Для альдегидокислот характерны все свойства альдегидов:

1) присоединение синильной кислоты НCN

2) присоединение бисульфита натрия NaSO 3 H

3) замещения карбонильного кислорода в реакции с гидроксиламином Н 2 N – ОН

4) с аммиачным раствором окиси серебра – реакция серебряного зеркала

по карбоксильной группе:

1) образование солей

2) образование сложных эфиров

Ацетилмуравьиная кислота

2-оксопропановая кислота

t пл = 14 о С, t кип = 165 о С

Промежуточный продукт при молочнокислом и спиртовом брожении углеводов.

Впервые выделена при пиролизе виноградной кислоты.

Соли – пируваты.

a-кетокислоты гораздо сильнее тех карбоновых кислот, из которых их можно образовать

a-оксокислоты - самые сильные из карбоновых кислот.

С* - ассиметрический атом углерода, он связан с четырьми различными группами.

НАД – никотинамидаадениндинуклеотид – никотинамидный кофермент

HSCoA – кофермент А, коэнзим А, пантетеинадениннуклеотиддифосфат. Содержится в растительных и животных тканях и в микроорганизмах. Акцептор и переносчик кислотных остатков при биохимическом окислительном декарбоксилировании кетокислот и др.

Ацетомуравьиная к-та сильнее уксусной кислоты, способна к енолизации:

in vivo:

Ацетоуксусная кислота образуется в процессе метаболизма высших жирных кислот, при окислении b-окси масляной кислоты, накапливаетсяу диабетиков.

Положение равновесия зависит от температуры, природы растворителя, условий кислотного и основного катализа:

1) Энергетически более выгодна кето-форма. При перегонке из кварцевой посуды в отсутствие щелочи отгоняется более низкокипящая енольная форма, которая при стоянии постепенно переходит в равновесную смесь (содержание енольной формы менее 10%).

2) Вымораживанием, т.е. при охлаждении жидким воздухом раствора ацетауксусного эфира в петролейном эфире выкристаллизлвывается кето-форма с T пл = - 39 о С. Но при комнатной температур она вновь переходит в равновесную смесь.

3) влияние рН среды.

а) щелочная

Пировиноградная кислота (формула С 3 Н 4 O 3) - это α-кетопропионовая кислота. Бесцветная жидкость с запахом ; растворима в воде, спирте и . Используется обычно в виде солей - пируватов. Пировиноградная кислота содержится во всех тканях и органах и, являясь связующим звеном обмена , жиров и белков, играет важную роль в обмене веществ. Концентрация пировиноградной кислоты в тканях изменяется при болезнях печени, некоторых формах нефрита, раке, авитаминозах, особенно при недостатке . Нарушение обмена пировиноградной кислоты приводит к ацетонурии (см.).

См. также Окисление биологическое.

Пировиноградная кислота (acidum pyroracemicum) - α-кетопропионовая кислота. Существует в двух таутомерных формах - кетонной и енольной: CH 3 COCOOH→CH 2 →COHCOOH. Кетоформа (см. Кетокислоты) более стабильна. Пировиноградная кислота - бесцветная жидкость, пахнущая уксусной кислотой, d 15 4 =1,267, t°пл 13,6°, t°кип165° (при 760 мм частично разлагается). Растворима в воде, спирте и эфире. Азотной кислотой окисляется в щавелевую, а хромовым ангидридом - в уксусную кислоту. Как кетон пировиноградной кислоты дает гидразон, семигидразон, оксимы, а как кислота образует сложные эфиры, амиды и соли - пируваты. Используется чаще всего в виде пируватов.

Пировиноградную кислоту получают перегонкой винной или виноградной кислот с применением водоотнимающих средств. Ее определение основано на реакциях с нитропруссидом, салициловым альдегидом, 2,4-динитрофенилгидразином, продукты которых окрашены.

Пировиноградная кислота содержится во всех тканях и органах. В крови человека в норме находится 1 мг%, а в моче 2 мг%. Пировиноградная кислота играет важную роль в обмене веществ, являясь связующим звеном обмена углеводов, жиров и белков. В организме пировиноградная кислота образуется в результате анаэробного распада углеводов (см. Гликолиз). В дальнейшем, под действием пируватдегидрогеназы пировиноградная кислота превращается в ацетил-КоА, который используется при синтезе жирных кислот, ацетилхолина, а также может передать свой ацил на щавелевоуксусную кислоту для дальнейшего окисления до CO 2 и H 2 O (см. Окисление биологическое). Пировиноградная кислота также участвует в реакциях переаминирования и гликогенолиза.

Концентрация пировиноградной кислоты в тканях изменяется при самых различных заболеваниях: болезнях печени, некоторых формах нефрита, авитаминозах, цереброспинальных травмах, раке и т. д.

Нарушение обмена пировиноградной кислоты приводит к ацетонурии.

В фармакологии пировиноградную кислоту используют для приготовления цинхофена.

Последние годы часто слышится информация о необыкновенных липолитических свойствах пируватов. Но это просто шумиха или правда? Давайте разбираться.

Пируват - это группа веществ, а точнее соли пировиноградной кислоты, которые в свою очередь являются ключевым метаболитом в процессе аэробного гликолиза (расщепление глюкозы при действии кислорода). В отличие от молочной кислоты, являющейся продуктом анаэробного (бескислородного) гликолиза, пировиноградная кислота полностью расходуется в биохимических реакциях и не имеет возможности накапливаться. После некоторых превращений она расщепляется на воду и углекислый газ. Благодаря повышенной реакционной способности пировиноградная кислота может переходить и в другие органические кислоты и таким образом участвовать в энергетической цепочке клеток.

Важная роль пировиноградной кислоты - участие в цикле Кребса (цикл трикарбоновых кислот) в синтезе интермедиатов, что жизненно важно для обеспечения организма энергией.

Сама по себе пировиноградная кислота не очень стабильна. Поэтому чаще она встречается в виде солей - кальциевой, натриевой, калийной. Ими богаты сыр, виноградное вино, темное пиво, яблоки. Из пищи можно в день получить 2 г пируватов.

Пируваты в медицинской области

На протяжении 30 лет ведутся исследования по борьбе пируватов с жиром. Сначала эти соли принимали при жировой дистрофии печени, после выявили способность пировиноградной кислоты ускорять «сброс» жира. В медицине пируваты не нашли своего применения, так как их стали выпускать в качестве пищевых добавок.

Действительно выяснилось, что пируваты на 30-50% усиливают процесс липолиза. Особенно больший эффект проявляется при низкокалорийной диете . При приеме пирувата уменьшается соотношение мышечной и жировой массы.

Дозировка

Исследования показали, что для достижения положительного эффекта достаточно в день принимать 2-3 г вместе с едой, разделив на 2-3 приема. Большие дозы неприемлемы по медицинским показаниям, эффекта большего не будет.

Формы выпуска

Сейчас в продаже имеются пируваты натрия, кальция и калия в ампулах, капсулах, таблетках, порошках. Пируват калия выпускается также в ампулах вместе с витамином С. Лучше использовать в капсулах. Растворы хуже хранятся, таблетки плохо усвояются, порошки сложно дозировать. Пастилки и напитки с пируватом не эффективны из-за малого содержания там действующего вещества.

Побочный эффект

Чистую пировиноградную кислоту употреблять нельзя, она непереносима для желудка. Большие дозы пируватов вызывают расстройства ЖКТ, тошноту и рвоту. Сами по себе пируваты малотоксичны. При приеме загрязненных препаратов может наблюдаться ожог слизистой оболочки.

Заключение

Пируваты - естественное средство для уменьшения жира в организме, мало побочных эффектов имеют. Но это не «панацея» в борьбе с жиром. В разумных дозах может применяться в качестве спортивного питания и оказывать мягкое энергетическое и липолитическое действие.